專利名稱：一種白光玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及白光材料及其制備，尤其是涉及以Sn02*Mn0為發(fā)光中心的白光玻璃 及其制備方法。
背景技術(shù)：
近些年米，隨著能源消耗的不斷增加，能源危機(jī)和環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。在尋找新 型替代能源的同時(shí)，也必須在節(jié)能減排方面取得一定的突破，這就很有必要對現(xiàn)有的能源 消耗結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。照明在人類生產(chǎn)生活中起到了不可或缺的 作用，但也因此消耗了大量的能源，所以對照明方式的改進(jìn)已經(jīng)迫在眉睫。就目前而言，白 熾燈和熒光燈是照明的主要方式。由于白熾燈是通過加熱鎢絲到白熾狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)的發(fā)光， 很大部分能量轉(zhuǎn)換成了熱能損耗，其能量利用效率極低。熒光燈主要是通過電致汞蒸氣產(chǎn) 生紫外線，而后激發(fā)內(nèi)部的熒光粉而實(shí)現(xiàn)的發(fā)光，其能量利用效率較高，但其結(jié)構(gòu)及制備過 程較為復(fù)雜，難以小型化，應(yīng)用受到一定的限制。上個(gè)世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外對開拓和制 備用于生產(chǎn)生活等領(lǐng)域的照明材料的研究有了許多報(bào)道。其中發(fā)光二極管(LED)受到了高 度的關(guān)注，由于其發(fā)光效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，制備簡單而得到了大量的研究。目前已經(jīng)可以通 過特定LED的組合實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射，而且這些產(chǎn)品已經(jīng)部分商業(yè)化。但由于現(xiàn)有的LED基本 都是利用稀土作為發(fā)光中心，其發(fā)光為線狀譜，在使用過程中發(fā)光波長會產(chǎn)生偏移，從而使 復(fù)合出的白光色溫發(fā)生變化。同時(shí)，由于LED用發(fā)光基質(zhì)一般為熒光粉，其封裝過程中需要 作為薄膜沉積在LED芯片上，厚度不易控制，從而導(dǎo)致發(fā)出的白光顏色不均勻。并且，其封 裝過程需要用到環(huán)氧樹脂，從而不可避免的產(chǎn)生老化問題。以氧化錫(Sn02)和氧化錳(MnO)為發(fā)光中心的白光玻璃可以彌補(bǔ)上述白光照明 的缺點(diǎn)。氧化錫和氧化錳屬于玻璃網(wǎng)絡(luò)中間體，可以在玻璃中以較高的濃度引入，從而使玻 璃具有較高的發(fā)光強(qiáng)度，提高了光電轉(zhuǎn)換率。氧化錫和氧化錳的發(fā)光為寬譜，在使用過程中 波長偏移對白光的色溫幾乎不會產(chǎn)生影響。同時(shí)，由于直接用玻璃作為發(fā)光基質(zhì)，不存在封 裝后發(fā)光不均勻以及老化問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，提供一種能夠用于生產(chǎn)生活照明、顯示技術(shù)等領(lǐng)域的白光玻 璃，以部分取代目前廣泛使用的白熾燈、熒光燈等，后者具有發(fā)光效率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較 大等缺點(diǎn)。本發(fā)明目的之二，提供一種制備上述白光玻璃的方法。發(fā)明構(gòu)思氧化錫和氧化錳是發(fā)光效率很高的寬譜發(fā)光中心，具有發(fā)光強(qiáng)度大，激發(fā)和發(fā)射 波長寬，能在玻璃中大量引入等優(yōu)良特點(diǎn)，在玻璃中引入這兩種氧化物之后，可以通過一般 的成型技術(shù)，如模壓、熱壓和擠壓技術(shù)等直接制備發(fā)光器材。與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈以及 新型的LED相比，具有發(fā)光效率高，結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)光穩(wěn)定，成本低廉等優(yōu)勢。
本發(fā)明是一種以氧化錫和氧化錳為發(fā)光中心的白光玻璃，該系統(tǒng)玻璃的組成涉及 兼顧了如下因素玻璃的形成能力，近紫外及可見區(qū)域的高光學(xué)透過性，復(fù)合白光的色溫， 白光的強(qiáng)度。技術(shù)方案本發(fā)明所述的白光玻璃包括如下組分及含量(含量以摩爾百分比mol%計(jì)算)P205 10-90R0 0-50Sn02 0-10MnO 0-10其中R = Ca，Sr，Ba制備上述白光玻璃的方法包括如下步驟a)玻璃配合料的制備將原料按照上述的組分及含量經(jīng)充分混合后制得玻璃配合料。其中P205，MnO和 R0分別以NH4H2P04，MnC03和RC03形式引入。b)配合料的熔制將由步驟(a)制得的玻璃配合料置于容器中熔化，熔化溫度為1200-1300°C，熔化 時(shí)間為1-3小時(shí)。將熔化的玻璃液倒入模具內(nèi)固化成型。將固化成型后的玻璃移至馬弗爐內(nèi)，在 450 °C保溫半小時(shí)，冷卻后得到玻璃試樣。其中所用模具最好預(yù)先加熱至450°C左右，馬弗爐預(yù)先升溫至450°C左右c)熱處理將由步驟(b)制得玻璃試樣重新放入馬弗爐，在溫度為350-550°C，保溫3-10個(gè)小 時(shí)，冷卻后即得到本發(fā)明所述的快速閃爍玻璃。本發(fā)明所述白光玻璃與現(xiàn)有的摻稀土白光材料相比，則具有熒光強(qiáng)度高，激發(fā)和 發(fā)射波長寬，白光色溫易于調(diào)節(jié)等特點(diǎn)；同時(shí)，本發(fā)明所述的發(fā)光玻璃又具有熔制過程簡 單，玻璃形成能力強(qiáng)，色溫易于調(diào)整，發(fā)光中心離子引入濃度高的特點(diǎn)。本發(fā)明所述的白光 玻璃可以應(yīng)用于生產(chǎn)生活照明、顯示技術(shù)等領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面通過實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但所舉實(shí) 施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1配方設(shè)計(jì)采用磷酸鹽系統(tǒng)。組分設(shè)計(jì)如下表1實(shí)施例1的玻璃組成(mol % )
4 配合料配制分別采用高純度(99. 9 % )磷酸二氫銨(NH4H2P04)，碳酸鍶(SrC03)，碳酸錳(MnC03) 和氧化錫為引入p205，Sr0,Mn0和Sn02的原料，按表1所示的組成進(jìn)行配方計(jì)算及配合料配 制。配合料配制方法與常規(guī)的玻璃配合料配制方法相同。配合料需充分混合。玻璃熔制將混合均勻的配合料放入剛玉坩堝內(nèi)，在電爐內(nèi)熔制玻璃。熔制氣氛為空氣，熔化 溫度為1250°C，熔化時(shí)間為2小時(shí)，保溫期間內(nèi)對玻璃進(jìn)行人工攪拌2次，以改善玻璃液的
熔化與澄清質(zhì)量。將熔化好的玻璃液倒入耐熱不銹鋼的模具內(nèi)自然成型。不銹鋼模具預(yù)先加熱至 450°C，將固化后的玻璃試樣移至馬弗爐內(nèi)。馬弗爐預(yù)先升溫至450°C。在馬弗爐中保溫半 個(gè)小時(shí)候?qū)㈦姞t關(guān)閉，玻璃試樣隨爐冷卻至室溫。熱處理將冷卻后的玻璃試樣重新放入馬弗爐，加熱溫度為450°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)。保 溫結(jié)束后，將馬弗爐關(guān)閉，玻璃試樣隨爐冷卻至室溫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得到的玻璃試樣經(jīng)切割、表面研磨、拋光處理后做熒光性能測試以及色坐標(biāo)計(jì)算。測試及計(jì)算結(jié)果見表2.表2實(shí)施例1玻璃的熒光性能和色坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果 實(shí)施例2-6在下述各實(shí)施例中，玻璃的制備方法同實(shí)施例1，所采用的不同玻璃組成的熒光性 能測試及色坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果分別列于表3和表4.表3實(shí)施例2-6的玻璃組成(mol % ) 表4實(shí)施例2-6玻璃的熒光性能和密度測試結(jié)果
權(quán)利要求
一種白光玻璃，其特征在于，所述的玻璃包括如下組分及含量(含量以摩爾百分比計(jì)算)P2O510-90RO0-50SnO20-10MnO0-10其中R＝Ca，Sr，Ba
2.制備權(quán)利要求1所述玻璃的方法，其特征在于，所述的制備方法包括如下步驟A)玻璃配合料的制備將原料按照權(quán)利要求1所述的組成及含量經(jīng)充分混合后制得玻璃配合料；B)配合料的熔制將由步驟(a)制得的玻璃配合料置于剛玉坩堝中熔化，熔化溫度為1200-1300°C，熔化 時(shí)間為1-3小時(shí)，將熔化的玻璃液倒入模具內(nèi)固化成型，將成型后的玻璃移到馬弗爐內(nèi)，在 450°C左右保溫半個(gè)小時(shí)，冷卻后得到玻璃試樣C)熱處理將由步驟(b)制得的玻璃試樣重新放入馬弗爐，在溫度為350-550°C，保溫3-10小時(shí)， 冷卻后得到本發(fā)明所述的白光玻璃。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，其中步驟(b)中所用模具預(yù)熱至450°C 左右，馬弗爐預(yù)先升溫至450 °C左右。
全文摘要
一種白光玻璃及其制備方法，本發(fā)明涉及以氧化錫和氧化錳為發(fā)光中心的白光玻璃及其制備方法。白光照明在日常生產(chǎn)生活中具有舉足輕重的作用，但現(xiàn)有的白光照明效率低，工藝復(fù)雜，難以小型化。在這種情況下，白光玻璃的研究得到了重視，這是因?yàn)榘坠獠ＡУ闹苽浜唵?，發(fā)光效率高，色溫易調(diào)節(jié)等有點(diǎn)。目前，研究較多的是摻雜稀土的白光玻璃，但是稀土發(fā)光在高濃度時(shí)會產(chǎn)生猝滅，而且其發(fā)光峰位會隨使用時(shí)間產(chǎn)生漂移，從而導(dǎo)致色溫變化。而以氧化錫和氧化錳為發(fā)光中心的白光玻璃可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。氧化錫和氧化錳屬于網(wǎng)絡(luò)中間體，可以較高濃度引入，具有較高的發(fā)光強(qiáng)度和轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，這兩者是寬譜發(fā)光，復(fù)合出的白光色溫基本不隨使用時(shí)間而變化。
文檔編號C03C4/12GK101857363SQ20101020501
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者嚴(yán)祁祺, 楊云霞, 沈策, 陳國榮 申請人:華東理工大學(xué)