專利名稱：稀土離子銪激活的燈用發(fā)白光玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)白光玻璃的制備方法，尤其是一種稀土離 子銪激活的燈用發(fā)白光玻璃及其制備方法。
技術(shù)背景-
在照明領(lǐng)域，稀土發(fā)光材料最主要的應(yīng)用方面是節(jié)能熒 光燈、冷陰極熒光燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈、半導(dǎo)體光
源、平面光源等。1973年，荷蘭菲利浦公司首先提出了燈用 三基色熒光粉。燈用三基色熒光粉由稀土離子激活的紅、綠、 藍(lán)三種熒光粉組成。三基色熒光燈的基本結(jié)構(gòu)、制備工藝和
發(fā)光原理為在燈管內(nèi)壁涂上紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉，通 電后，燈管內(nèi)的汞或惰性氣體受電子激發(fā)輻射出紫外光，紫 外光激發(fā)燈管上的熒光粉，分別發(fā)射紅、綠、藍(lán)光，合理選 擇調(diào)配三基色發(fā)光粉的配比，從而得到白光。三基色熒光粉 的發(fā)光離子一般為稀土離子為主。目前商業(yè)應(yīng)用的稀土三基
色熒光粉紅粉為YA:Eu，綠粉為CeMgAlnO^:Tb或 (La，Ce，Tb)P04，藍(lán)粉為BaMgAl10017:Eu。由于其光效和光色 同時能達(dá)到較高水平，而被視為綠色節(jié)能的新型發(fā)光材料， 因此發(fā)展很快，已成為當(dāng)前極其重要的燈用熒光粉。但稀土 三基色熒光粉由紅、綠、藍(lán)三種熒光粉組成，每一種發(fā)光粉 的合成工藝不同，合成過程溫度、時間、氣氛的選擇都會對 熒光粉的質(zhì)量起到明顯的影響。
稀土離子的常見價態(tài)為+3價，獲取非正常價態(tài)稀土離子 的方法，主要依據(jù)正常價態(tài)離子在化合物中得失電子所需的 條件而建立，即選擇合適的氧化或還原途徑。對于二價稀土 離子的獲取，常采用的還原方法有高溫反應(yīng)過程中通入H2、
H2/N2、 NH3或C0等氣體；活性碳存在下的高溫灼燒；反應(yīng)物
中直接摻入還原劑等。Journal of Luminescence報導(dǎo)1979 年Tale在外界大氣氣氛下，未采用任何還原方法，通過高 溫固相反應(yīng)合成了 Eu2+摻雜的Ba3(P04)2，為二價稀土離子的 制備提供了一個安全、便捷的新方法。長春應(yīng)化所多年來系 統(tǒng)地研究了空氣條件下稀土離子En在硼酸鹽、磷酸鹽、硼 磷酸鹽、鋁酸鹽、硅酸鹽等體系的氧化還原。此方法雖已引 起很多科研工作者的興趣，但+2價銪的發(fā)光多為藍(lán)色、綠色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種稀土離子銪激活的燈用發(fā)白 光玻璃及其制備方法。它通過改變玻璃基質(zhì)的組成，實現(xiàn)空 氣環(huán)境的弱氧化氣氛條件下直接燒制+2價的銪，并將該單一 稀土離子Eu2+直接摻入玻璃制得發(fā)均勻白光的玻璃。解決了 以往將發(fā)光粉涂到燈管上制作發(fā)白光玻璃的繁瑣工藝，且+2 價銪的發(fā)光為d-d躍遷，發(fā)光效率高，玻璃中稀土離子的摻 雜濃度高，則玻璃的發(fā)光亮度高。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種稀土離子銪激活的燈用發(fā)白光玻璃，該玻璃的化學(xué) 組成為aMO-bB203-cPA:dEuO;其中aM0-bB203-0 205為玻璃 基質(zhì)，Eu2+為發(fā)光離子，M為堿土金屬離子Ca、 Ba、 Sr中的 一種或幾種；a、 b、 c、 d、為相應(yīng)組成的摩爾百分比系數(shù)， 0. 340《a《0.550; 0. 250《b《0. 450; 0. 200《c《0. 360; 0. OOKcKO. 200。
該玻璃的制備方法是按玻璃組成及比例稱取堿土金屬 碳酸鹽、氧化硼、堿土金屬磷酸氫鹽、氧化銪，充分研磨混 合均勻，然后在還原條件下或在空氣條件下1100-150(TC熔 融1-5小時，再將玻璃熔融液成型，經(jīng)退火，得到最終產(chǎn)品。
上述方案中，+2價的銪不僅可用還原方法制得，還可以 在空氣環(huán)境的弱氧化氣氛條件下直接燒制獲得。
與背景技術(shù)相比，本發(fā)明由于是單一稀土離子發(fā)白光， 克服了現(xiàn)有熒光燈三基色熒光粉在使用過程中由于每一種 發(fā)光粉的合成工藝不同，合成過程溫度、時間、氣氛的選擇
而導(dǎo)致的熒光粉的質(zhì)量的變化；同時由于直接制備發(fā)光玻 璃，不僅稀土離子摻雜濃度高，發(fā)光亮度高，且免去涂粉工 藝，簡化工藝過程，降低生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明玻璃在紫外光激發(fā)下的發(fā)光光譜圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例詳述本發(fā)明。
實施例1:
按如下的摩爾百分含量來稱量該玻璃組成的各組分
Ca0: 0.350; B203 : 0. 400;
NH4H2P205 : 0 . 2 50; Eu203: 0.001。
將按組成比準(zhǔn)確稱量CaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 細(xì)混勻后在爐內(nèi)通入氫氣作為還原氣氛，于150(TC恒溫 5.0h。玻璃出爐后經(jīng)成型、退火，得到最終產(chǎn)品。 實施例2:
按如下的摩爾百分含量來稱量該玻璃組成的各組分
SrO: 0.450; B203: 0.250;
NH4H2P205: 0.300; Eu203: 0.010。
4每按纟且成比準(zhǔn)確禾爾量BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 細(xì)混勻后在爐內(nèi)通入CO氣體作為還原氣氛，于1300。C恒溫 3.0h。玻璃出爐后經(jīng)成型、退火，得到最終產(chǎn)品。 實施例3:
按如下的摩爾百分含量來稱量該玻璃組成的各組分
BaO: 0.550; B203 : 0. 280;
NH4H2P205: 0.270;Eu203: 0.010。
將按組成比準(zhǔn)確稱量BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 細(xì)混勻后，在空氣條件下，于110(TC恒溫1.0h。玻璃出爐后 經(jīng)成型、退火，得到最終產(chǎn)品。
實施例4:
按如下的摩爾百分含量來稱量該玻璃組成的各組分 CaO: 0. 150; SrO: 0.200 ;
B203 : 0. 450; NH4H2P205 : 0. 200 ;
Eu203: 0.01。
將按組成比準(zhǔn)確稱量BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 細(xì)混勻后，在空氣條件下，于145(TC恒溫4.0h。玻璃出爐后 經(jīng)成型、退火，得到最終產(chǎn)品。
實施例5:
按如下的摩爾百分含量來稱量該玻璃組成的各組分 CaO: 0.160; SrO: 0.180 ;
B203: 0.300; NH4H2P205 : 0. 360 ;
Eu203 : 0 . 005。
將按組成比準(zhǔn)確稱量CaC03、 SrC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203， 磨細(xì)混勻后，在空氣條件下，于1350。C恒溫2.0h。玻璃出爐 后經(jīng)成型、退火，得到最終產(chǎn)品。
實施例6:
按如下的摩爾百分含量來稱量該玻璃組成的各組分 SrO: 0.200; BaO: 0.200 ;
B203: 0.330; ,2P205: 0.270 ;
Eu203: 0.050。
將按組成比準(zhǔn)確稱量SrC03、 BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203， 磨細(xì)混勻后，在空氣條件下，于1250。C恒溫1..5h。玻璃出爐
后經(jīng)成型、退火，得到最終產(chǎn)品。 實施例7:
按如下的摩爾百分含量來稱量該玻璃組成的各組分
Ca0: 0.150; Sr0: 0. 150;
Sr0: 0. 150; B203: 0. 260;
NH4H2P205 : 0 . 2 90; Eu203: 0.010。
將按組成比準(zhǔn)確稱量CaC03、 SrC03、 BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨細(xì)混勻后，在空氣條件下，于1300。C恒溫1.0h。玻 璃出爐后經(jīng)成型、退火，得到最終產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1、一種稀土離子銪激活的燈用發(fā)白光玻璃，其特征在于該玻璃的化學(xué)組成為aMO-bB2O3-cP2O5:dEuO；其中aMO-bB2O3-cP2O5為玻璃基質(zhì)，Eu2+為發(fā)光離子，M為堿土金屬離子Ca、Ba、Sr中的一種或幾種；a、b、c、d、為相應(yīng)組成的摩爾百分比系數(shù)，0.340≤a≤0.550；0.250≤b≤0.450；0.200≤c≤0.360；0.001≤d≤0.200。
2、 一種如權(quán)利要求1所述稀土離子銪激活的燈用發(fā)白 光玻璃的制備方法，其特征在于按玻璃組成及比例稱取堿 土金屬碳酸鹽、氧化硼、堿土金屬磷酸氫鹽、氧化銪，充分 研磨混合均勻，然后在還原條件下或在空氣條件下 1100-1500。C熔融1-5小時，再將玻璃熔融液成型，經(jīng)退火，得到最終產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種稀土離子銪激活的燈用發(fā)白光玻璃及其制備方法，該玻璃的化學(xué)組成為aMO-bB₂O₃-cP₂O₅:dEuO，其中aMO-bB₂O₃-cP₂O₅為玻璃基質(zhì)；Eu²⁺為發(fā)光離子；M為堿土金屬離子Ca、Ba、Sr中的一種或幾種；a、b、c、d為相應(yīng)組成的摩爾百分比系數(shù)。其制備方法是按玻璃組成及比例稱取堿土金屬碳酸鹽、氧化硼、堿土金屬磷酸氫鹽、氧化銪，充分研磨混合均勻，然后在還原條件下或在空氣條件下1100-1500℃熔融1-5小時，再將玻璃熔融液成型，經(jīng)退火，得到最終產(chǎn)品。本發(fā)明通過改變玻璃基質(zhì)組成，實現(xiàn)空氣環(huán)境的弱氧化氣氛條件下直接燒制+2價銪，并將該單一稀土離子Eu²⁺直接摻入玻璃制得發(fā)白光玻璃。不僅稀土離子摻雜濃度高，發(fā)光亮度高，且免去了以往涂粉工藝，簡化了工藝過程，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C03C4/12GK101104547SQ20071006218
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月16日
發(fā)明者劉會欣, 孫小星, 廉志紅, 毅 沈, 黎月英 申請人:河北理工大學(xué)