專利名稱：Eu³⁺離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土 Eu3+離子摻雜的微晶玻璃，尤其涉及ー種Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃制備方法，屬于無機(jī)非金屬材料中發(fā)光微晶玻璃的制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硼硅酸鹽玻璃具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低的熔化溫度、高的透明性等優(yōu)點(diǎn)，特別是稀土離子在硼硅酸鹽玻璃中具有好的溶解性而引起人們對稀土離子摻雜的硼硅酸鹽玻璃的廣泛關(guān)注。然而硼硅酸鹽其較高的聲子能量，從而降低了稀土離子在硼硅酸鹽玻璃中的 發(fā)光效率。同時(shí)，稀土離子摻雜的氟化鈣晶體是ー種較好的發(fā)光基質(zhì)材料。但氟化鈣具有低的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，因此限制了它們的應(yīng)用。稀土 Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃能兼顧Eu3+離子摻雜氟化鈣晶體和硼硅酸鹽玻璃優(yōu)異的特性，是ー種具有潛力的發(fā)光材料，在發(fā)光顯示領(lǐng)域?qū)⒂兄匾膽?yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，該制備方法簡單，熔制溫度低，獲得的微晶玻璃樣品呈半透明狀，物理性能、化學(xué)性能和發(fā)光性能良好，可用于發(fā)光顯示領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，所述方法包括以下過程
(1)按基礎(chǔ)玻璃摩爾百分比組成為57 61%的Si02、13 16%的B203、12 16%的Na20、7 10%的CaF2、2 5% NaF和0. 05 0. 5%的Eu203，準(zhǔn)確稱量原料，進(jìn)行充分混合，然后倒入鉬金坩鍋中熔化，熔化溫度為1250 1350 V，保溫0. 5 lh，將玻璃熔體倒入預(yù)熱的不銹鋼模具中，然后將澆注的玻璃與模具一起置入電阻爐中退火，達(dá)到要求后關(guān)閉電源隨爐冷卻至室溫，即得到基礎(chǔ)玻璃樣品；
(2)根據(jù)基礎(chǔ)玻璃的DTA測試結(jié)果得到的特征溫度值，確定樣品的熱處理制度，將樣品在600 680°C電阻爐中保溫0. 5 lh，最后制得不同透過率的微晶玻璃材料。所述的Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，所述晶化溫度為600 680 °C。所述的Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，所述經(jīng)過熱處理得到含CaF2晶相的微晶玻璃。Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，基礎(chǔ)玻璃以化學(xué)純的Si02、B203 (由H3B03引入)、Na20 (由Na2C03引入)、CaF2、NaF和Eu203等氧化物為原料經(jīng)高溫熔融制得。本發(fā)明所涉及的Eu3+離子摻雜氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃材料含CaF2晶相。微晶玻璃樣品具有良好的物理性能和化學(xué)穩(wěn)定性，并且具有較高的可見光透過率。這種微晶玻璃的制備方法簡單，熔制溫度低；同時(shí)所制備的Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃材料具有良好的發(fā)光性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是
本發(fā)明的目的是通過組成設(shè)計(jì)與優(yōu)化，制備エ藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化，提供ー種Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃制備方法。該Eu3+離子摻雜氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃具有良好的物理性能和化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)良的發(fā)光性能。


圖I為本發(fā)明材料的實(shí)施例4 6與基礎(chǔ)玻璃對比的XRD圖譜；
圖2為本發(fā)明材料的實(shí)施例4 6與基礎(chǔ)玻璃對比的發(fā)射光譜圖。
具體實(shí)施方式
·下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。表I給出了 6個(gè)具體實(shí)施例的玻璃組成。實(shí)施例I :將表I中的實(shí)施例I玻璃組成的摩爾百分?jǐn)?shù)換算成相應(yīng)原料的質(zhì)量，準(zhǔn)確稱取各組成相應(yīng)原料的質(zhì)量，并經(jīng)研磨、混合均勻而制成配合料。將配合料放入鉬金坩堝中，在硅碳棒電阻爐中以5 10°C/min的速率升溫至1250°C，保溫0. 5 h，制得均勻的玻璃熔體。將玻璃熔體迅速倒入預(yù)熱300°C的不銹鋼模具中，迅速將澆注的玻璃與模具一起送入電阻爐中，退火溫度為485°C，恒溫30 min后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，得到無色、透明、均勻、無氣泡的塊狀基礎(chǔ)玻璃樣品。將基礎(chǔ)玻璃樣品重新放入電阻爐中，以10°C /min的速率升溫至600°C且在該溫度下保溫lh，然后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，最后制得半透明微晶玻璃材料。實(shí)施例2 :將表I中的實(shí)施例2玻璃組成的摩爾百分?jǐn)?shù)換算成相應(yīng)原料的質(zhì)量，準(zhǔn)確稱取各組成相應(yīng)原料的質(zhì)量，并經(jīng)研磨、混合均勻而制成配合料。將配合料放入鉬金坩堝中，在硅碳棒電阻爐中以5 10°C /min的速率升溫至1260°C，保溫0. 5h，制得均勻的玻璃熔體。將玻璃熔體迅速倒入預(yù)熱300°C的不銹鋼模具中，迅速將澆注的玻璃與模具一起送入電阻爐中，退火溫度為485°C，恒溫30min后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，得到無色、透明、均勻、無氣泡的塊狀基礎(chǔ)玻璃樣品。將基礎(chǔ)玻璃樣品重新放入電阻爐中，以10°C /min的速率升溫至605°C且在該溫度下保溫lh，然后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫。最后制得半透明微晶玻璃材料。實(shí)施例3 :將表I中的實(shí)施例3玻璃組成的摩爾百分?jǐn)?shù)換算成相應(yīng)原料的質(zhì)量，準(zhǔn)確稱取各組成相應(yīng)原料的質(zhì)量，并經(jīng)研磨、混合均勻而制成配合料。將配合料放入鉬金坩堝中，在硅碳棒電阻爐中以5 10°C /min的速率升溫至1280°C，保溫0. 5 h，制得均勻的玻璃熔體。將玻璃熔體迅速倒入預(yù)熱300°C的不銹鋼模具中，迅速將澆注的玻璃與模具一起送入退火爐中，退火溫度為485°C，恒溫30min后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，得到無色、透明、均勻、無氣泡的塊狀基礎(chǔ)玻璃樣品。將基礎(chǔ)玻璃樣品重新放入電阻爐中，以10°C /min的速率升溫至615°C且在該溫度下保溫lh，然后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，最后制得半透明微晶玻璃材料。實(shí)施例4 :將表I中的實(shí)施例4玻璃組成的摩爾百分?jǐn)?shù)換算成相應(yīng)原料的質(zhì)量，準(zhǔn)確稱取各組成相應(yīng)原料的質(zhì)量，并經(jīng)研磨、混合均勻而制成配合料。將配合料放入鉬金坩堝中，在硅碳棒電阻爐中以5 10°C /min的速率升溫至1295°C，保溫0. 5h，制得均勻的玻璃熔體。將玻璃熔體迅速倒入預(yù)熱300°C的不銹鋼模具中，迅速將澆注的玻璃與模具一起送入退火爐中，退火溫度為485°C，恒溫30min后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，得到無色、透明、均勻、無氣泡的塊狀基礎(chǔ)玻璃樣品。將基礎(chǔ)玻璃樣品重新放入電阻爐中，以10°C /min的速率升溫至620°C且在該溫度下保溫lh，然后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，最后制得半透明微晶玻璃材料。實(shí)施例5 :將表I中的實(shí)施例5玻璃組成的摩爾百分?jǐn)?shù)換算成相應(yīng)原料的質(zhì)量，準(zhǔn)確稱取各組成相應(yīng)原料的質(zhì)量，并經(jīng)研磨、混合均勻而制成配合料。將配合料放入鉬金坩堝中，在硅碳棒電阻爐中以5 10°C /min的速率升溫至1295°C，保溫0. 5h，制得均勻的玻璃熔體。將玻璃熔體迅速倒入預(yù)熱300°C的不銹鋼模具中，迅速將澆注的玻璃與模具一起送入退火爐中，退火溫度為485°C，恒溫30min后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，得到無色、透明、均勻、無氣泡的塊狀基礎(chǔ)玻璃樣品。將基礎(chǔ)玻璃樣品重新放入電阻爐中，以10°C /min 的速率升溫至650°C且在該溫度下保溫lh，然后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，最后制得半透明微晶玻璃材料。透過率低于實(shí)例4獲得的樣品。實(shí)施例6 :將表I中的實(shí)施例6玻璃組成的摩爾百分?jǐn)?shù)換算成相應(yīng)原料的質(zhì)量，準(zhǔn)確稱取各組成相應(yīng)原料的質(zhì)量，并經(jīng)研磨、混合均勻而制成配合料。將配合料放入鉬金坩堝中，在硅碳棒電阻爐中以5 10°C /min的速率升溫至1295°C，保溫0. 5h，制得均勻的玻璃熔體。將玻璃熔體迅速倒入預(yù)熱300°C的不銹鋼模具中，迅速將澆注的玻璃與模具一起送入退火爐中，退火溫度為485°C，恒溫30min后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，得到無色、透明、均勻、無氣泡的塊狀基礎(chǔ)玻璃樣品。將基礎(chǔ)玻璃樣品重新放入電阻爐中，以10°C /min的速率升溫至680°C且在該溫度下保溫lh，然后關(guān)閉電阻爐電源，隨爐冷卻至室溫，最后制得半透明微晶玻璃材料。透過率低于50%。上述制備過程得到的Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽半透明微晶玻璃物理和化學(xué)性能良好。實(shí)施例4 6制得的微晶玻璃材料的XRD測試結(jié)果見附圖1，對照J(rèn)CPDSNo. 35-0816卡片，晶相為CaF2。熒光發(fā)射光譜性能測試結(jié)果見附圖2，在紫外光激發(fā)下可觀察到明顯的紅光發(fā)射。與基礎(chǔ)玻璃相比，微晶玻璃發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。且隨著熱處理溫度的升高而增強(qiáng)。表I具體實(shí)施例I 6的化學(xué)組成(mol%)
權(quán)利要求
1.Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下過程 (1)按基礎(chǔ)玻璃摩爾百分比組成為57 61%的Si02、13 16%的B203、12 16%的Na20,7 10%的CaF2、2 5% NaF和0. 05 0. 5%的Eu2O3，準(zhǔn)確稱量原料，進(jìn)行充分混合，然后倒入鉬金坩鍋中熔化，熔化溫度為1250 1350 V，保溫0. 5 lh，將玻璃熔體倒入預(yù)熱的不銹鋼模具中，然后將澆注的玻璃與模具一起置入電阻爐中退火，達(dá)到要求后關(guān)閉電源隨爐冷卻至室溫，即得到基礎(chǔ)玻璃樣品； (2)根據(jù)基礎(chǔ)玻璃的DTA測試結(jié)果得到的特征溫度值，確定樣品的熱處理制度，將樣品在600 680°C電阻爐中保溫0. 5 lh，最后制得不同透過率的微晶玻璃材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，其特征在于，所述晶化溫度為600 680°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，其特征在于，所述經(jīng)過熱處理得到含CaF2晶相的微晶玻璃。
全文摘要
Eu3+離子摻雜的氟氧硼硅酸鹽微晶玻璃的制備方法，屬于無機(jī)非金屬材料中發(fā)光微晶玻璃的制備領(lǐng)域，按基礎(chǔ)玻璃摩爾百分比組成為57～61％的SiO2、13～16％的B2O3、12～16％的Na2O、7～10％的CaF2、2～5％NaF和0.05～0.5％的Eu2O3，稱量原料混合，然后倒入鉑金坩鍋中熔化，熔化溫度為1250～1350℃，保溫0.5～1h，將玻璃熔體倒入預(yù)熱的不銹鋼模具中，然后將澆注的玻璃與模具一起置入電阻爐中退火，達(dá)到要求后關(guān)閉電源隨爐冷卻至室溫，即得到基礎(chǔ)玻璃樣品；微晶玻璃的制備方法簡單，熔制溫度低。獲得的微晶玻璃樣品呈半透明狀，物理性能、化學(xué)性能和發(fā)光性能良好，可用于發(fā)光顯示領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C03C10/16GK102838279SQ201210328900
公開日2012年12月26日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者李艷紅, 趙麗, 張永明, 馬晶, 李英春, 胡濤 申請人:沈陽化工大學(xué)