JP5622836B2 - 緑色発光ガラス及びその製造方法 - Google Patents
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Description
緑色発光ガラスであって、
前記緑色発光ガラスは、アルカリ金属酸化物が25モル部〜40モル部、Y2O3が0.01モル部〜15モル部、SiO2が40モル部〜70モル部、及びTb2O3が0.01モル部〜15モル部の組成を有している。
原料であるアルカリ金属塩、Y2O3、SiO2及びTb4O7を混合した後、1200℃〜1500℃にて1時間〜5時間溶融し、室温まで冷却して還元雰囲気中に置き、600℃〜1100℃にて1時間〜20時間アニールし、緑色発光ガラスを得る。
ここで、前記原料において、アルカリ金属元素のモル部の数が50モル部〜80モル部であり、Y元素のモル部の数が0.02モル部〜30モル部であり、Si元素のモル部の数が40モル部〜70モル部であり、及びTb元素のモル部の数が0.02モル部〜30モル部である。
分析用試薬の純度(analytically pure)のNa2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、9.59gのNa2CO3、4.08gのY2O3、10.88gのSiO2及び4.51gのTb4O7を秤量して均一に混合した後で1350℃にて2時間溶融した。得られたガラス料を取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、900℃にて4時間保温した。それにより、30Na2O・6Y2O3・60SiO2・4Tb2O3(ここで、各成分の前における係数は、モル部の数である。以下同じ。)緑色発光ガラスを得た。図1は本実施例に製造された緑色発光ガラスが378nm紫外光により励起されたフォトルミネッセンススペクトルである。図1には、その緑色発光ガラスは、主な発光ピークが緑色光の発光波長範囲である520nm〜570nmにあり、強い緑光を発光することが示される。また、図2は本実施例で製造された緑色発光ガラス及び従来の市販蛍光粉ZnS:Cu,Au,Alが7.5Kvの加速電圧の電子ビームで励起された陰極線発光スペクトルである。図2には、本発明に製造された発光ガラス及び市販蛍光粉は相当な発光強度を有する一方、本発明に製造された発光ガラスは色純度が市販蛍光粉より優れていることが示される。本実施例に製造された発光ガラスは、従来のガラス製造条件及びガラス構造の制約を受けず、且つ、発光活性イオンの光強度をガラス中で強くする。
分析用試薬の純度のK2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、11.2gのK2CO3、3.66gのY2O3、9.74gのSiO2及び4.04gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1450℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、1000℃にて2時間保温した。それにより、30K2O・6Y2O3・60SiO2・4Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のLi2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、7.56gのLi2CO3、4.62gのY2O3、12.31gのSiO2及び5.1gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1300℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、600℃にて20時間保温した。それにより、30Li2O・6Y2O3・60SiO2・4Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、10.58gのNa2CO3、5.64gのY2O3、10.88gのSiO2及び2.33gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1350℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、900℃にて4時間保温した。それにより、32Na2O・8Y2O3・58SiO2・2Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のK2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、13.76gのK2CO3、5.62gのY2O3、8.97gのSiO2及び1.03gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1400℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、1100℃にて2時間保温した。それにより、36K2O・9Y2O3・54SiO2・1Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のLi2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、10.99gのLi2CO3、4.03gのY2O3、14.33gのSiO2及び2.22gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1250℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、600℃にて20時間保温した。それにより、36.2Li2O・4.35Y2O3・58SiO2・1.45Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、10.63gのNa2CO3、3.02gのY2O3、12.08gのSiO2及び3.75gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1350℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、900℃にて4時間保温した。それにより、30.9Na2O・4.12Y2O3・61.89SiO2・3.09Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、11.85gのNa2CO3、2.39gのY2O3、14.32gのSiO2、1.37gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1350℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、900℃にて4時間保温した。それにより、30.68Na2O・2.91Y2O3・65.4SiO2・1.01Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3、Li2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、5.62gのNa2CO3、3.91gのLi2CO3、4.79gのY2O3、12.74gのSiO2及び2.64gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1350℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、800℃にて6時間保温した。それにより、15.3Na2O・15.3Li2O・6.12Y2O3・61.2SiO2・2.04Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3、Li2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、7.19gのNa2CO3、5.01gのLi2CO3、3.68gのY2O3、13.08gのSiO2及び2.03gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1350℃にて2時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、800℃にて6時間保温した。それにより、18.1Na2O・18.1Li2O・4.35Y2O3・58SiO2・1.45Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のLi2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、9.4gのLi2CO3、0.005gのY2O3、9.55gのSiO2及び11.88gのTb4O7を秤量して均一に混合した後で1250℃にて5時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、650℃にて5時間保温した。40Li2O・0.01Y2O3・50SiO2・9.99Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のK2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、15.29gのK2CO3、6.24gのY2O3、8.31gのSiO2及び0.01gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1500℃にて1時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、700℃にて15時間保温した。それにより、40K2O・10Y2O3・50SiO2・0.01Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3、K2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、4.66gのNa2CO3、6.55gのK2CO3、2.11gのY2O3、6.96gのSiO2及び8.9gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1300℃にて3時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、850℃にて10時間保温した。18.3Na2O・19.7K2O・3.9Y2O3・48.2SiO2・9.9Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3、K2CO3、Li2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、3.94gのNa2CO3、4.8gのK2CO3、3.27gのLi2CO3、6.75gのY2O3、9.2gのSiO2及び2.16gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1300℃にて3時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、1050℃にて2.5時間保温した。12.2Na2O・11.4K2O・14.5Li2O・9.8Y2O3・50.2SiO2・1.9Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
分析用試薬の純度のNa2CO3、K2CO3、Li2CO3及びSiO2、並びに99.99%のY2O3及びTb4O7を主要原料として用いて、3.33gのNa2CO3、4.34gのK2CO3、1.16gのLi2CO3、6.75gのY2O3、12.28gのSiO2、0.58gのTb4O7を秤量して均一に混合した後に1300℃にて3時間溶融した。得られたガラスを取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、1050℃にて2.5時間保温した。それにより、10Na2O・10K2O・5Li2O・9.5Y2O3・65SiO2・0.5Tb2O3緑色発光ガラスを得た。
Claims (9)
- 緑色発光ガラスであって、
アルカリ金属酸化物が30モル部〜38モル部、Y2O3が1モル部〜10モル部、SiO2が50モル部〜65モル部、及びTb2O3が1モル部〜10モル部の組成を有している、
ことを特徴とする緑色発光ガラス。 - 前記アルカリ金属酸化物はNa 2 Oであり、
前記緑色発光ガラスは、組成及びモル部が30Na 2 O・6Y 2 O 3 ・60SiO 2 ・4Tb 2 O 3 であり、紫外光励起スペクトル及び陰極線発光スペクトルを有している、
ことを特徴とする請求項1記載の緑色発光ガラス。 - 緑色発光ガラスの製造方法であって、
原料であるアルカリ金属塩、Y2O3、SiO2及びTb4O7を混合した後、1200℃〜1500℃にて1時間〜5時間溶融し、室温まで冷却して還元雰囲気中に置き、600℃〜1100℃にて1時間〜20時間アニールし、前記緑色発光ガラスを得、
前記緑色発光ガラスは、アルカリ金属酸化物が30モル部〜38モル部、Y2O3が1モル部〜10モル部、SiO2が50モル部〜65モル部、及びTb2O3が1モル部〜10モル部の組成を有している、
ことを特徴とする緑色発光ガラスの製造方法。 - 前記アルカリ金属塩、Y2O3、SiO2及びTb4O7を原料として用いて、均一に混合した後、るつぼに載置して1300℃〜1450℃にて1時間〜5時間溶融し、得られたガラス材料を取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である窒素及ぶ水素の混合ガスに置き、650℃〜900℃にて2時間〜15時間アニールし、緑色発光ガラスを得る方法であり、
ここで、前記原料において、アルカリ金属元素のモル部の数が50モル部〜80モル部であり、Y元素のモル部の数が0.02モル部〜30モル部であり、Si元素のモル部の数が40モル部〜70モル部であり、及びTb元素のモル部の数が0.02モル部〜30モル部である、
ことを特徴とする請求項3記載の緑色発光ガラスの製造方法。 - 前記原料において、前記アルカリ金属元素のモル部の数が60モル部〜76モル部であり、前記Y元素のモル部の数が2モル部〜20モル部であり、前記Si元素のモル部の数が50モル部〜65モル部であり、及び前記Tb元素のモル部の数が2モル部〜20モル部である、
ことを特徴とする請求項4記載の緑色発光ガラスの製造方法。 - 前記アルカリ金属塩、Y2O3、SiO2及びTb4O7の純度は、分析用試薬の純度以上である、
ことを特徴とする請求項3に記載の緑色発光ガラスの製造方法。 - 前記アルカリ金属塩は、ナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩のうちから選ばれる少なくとも一種である、
ことを特徴とする請求項3に記載の緑色発光ガラスの製造方法。 - 前記アルカリ金属塩は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸リチウムのうちから選ばれる少なくとも一種である、
ことを特徴とする請求項7記載の緑色発光ガラスの製造方法。 - 9.59gのNa 2 CO 3 、4.08gのY 2 O 3 、10.88gのSiO 2 及び4.51gのTb 4 O 7 を秤量して均一に混合した後で1350℃にて2時間溶融し、得られたガラス料を取り出して室温まで冷却した後、窒素と水素との体積比が95:5である還元雰囲気中に置き、900℃にて4時間保温した後、30Na 2 O・6Y 2 O 3 ・60SiO 2 ・4Tb 2 O 3 の緑色発光ガラスを得ることを含み、
前記緑色発光ガラスは紫外光励起スペクトル及び陰極線発光スペクトルを有している、
ことを特徴とする請求項3記載の緑色発光ガラスの製造方法。
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