[发明专利]锗酸盐玻璃发光薄膜及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锗酸盐发光玻璃薄膜及制备方法，属于无机非金属材料领域。

背景技术

随着科学技术水平的不断提高，越来越多的玻璃材料在固体激光、光纤通信、上转换发光等光电子技术领域得到了开发和应用。锗酸盐玻璃由于具有红外透过波段宽以及透过率高等优点，已广泛用于低损耗光纤、红外监视和红外跟踪等领域。同时，锗酸盐玻璃还具有化学稳定性好、抗热震性能优良、易于掺杂光活性离子等特点，因此它又是一种优良的发光基质材料。但目前对锗酸盐玻璃作为发光离子基质载体的研究很少。

申请号为“01100143.7”的专利提供了一种稀土掺杂的锗酸盐玻璃的制备方法，其特征在于：首先按(Ca_1-x-yR_xCd_y)₃Al₂(Ge_1-z-xSi_zAl_x)₃O₁₂组成计算量称取稀土氧化物、Al₂O₃、GeO₂、含Ca或Cd的化合物以及SiO₂。再采用多次加热法制备，即将上述原料混磨均匀，置入高纯刚玉坩埚或铂坩埚中、放入炉中；随着由低温升到800-1000℃加热数小时，取出再磨均后放入高温炉中，炉温升至1400℃以上时使原料熔融呈液态，并使熔料均匀。熔料恒温数小时后，从高温炉中快速取出坩埚，将坩埚中的熔料迅速倒在事先预热的模具上形成玻璃样品，将玻璃样品放入600℃左右的高温炉中，缓慢降温退火30～50小时，退火后的玻璃经切割、抛光处理，得到稀土掺杂的锗酸盐玻璃。

中科院陈宝玖等人于1999年28卷第4期《光子学报》310～313页报道了一种Tm³⁺掺杂的锗酸盐玻璃上转换发光材料，实验中他们所用的原料组成为50GeO₂-40PbF₂-9.9WO₃-0.1Tm₂O₃，采用高温熔融法，在马弗炉中加热到1100～1200℃，恒温15分钟，将熔融态液体取出倒在一钢模具中，然后迅速采用另一个钢板压在上面，降到室温后取出，得到无色透明的玻璃样品。

在以上两个报道中，材料的制备均采用高温熔融法，这种方法的缺点是能耗高，组成均匀性不好，不利于高性能发光材料的生产。另外，报道中合成的材料仅为玻璃态物质，而对材料的形态没有要求。

发明内容

本发明提供了一种锗酸盐发光玻璃薄膜及制备方法，其主要特征如下：

1.一种锗酸盐玻璃发光薄膜，玻璃薄膜的摩尔百分比组成为：氧化锌20％～50％；氧化铅0～30％；二氧化锗30～50％；氧化硅0～10％，氧化锰0.1％～1％，三氧化二铕3～6％。

2.上述锗酸盐玻璃发光薄膜的制备方法，其特征在于将氧化锌、氧化铅、二氧化锗、氧化锰、三氧化二铕均溶于硝酸，制成0.5～1.5mol/L的硝酸盐溶液，将正硅酸乙酯按体积比1∶1溶于无水乙醇，将各种溶液按上述锗酸盐发光玻璃薄膜的摩尔百分比混合，并加入一定量的柠檬酸(按柠檬酸∶金属离子＝2∶1)做螯合剂。将配好的混合溶液通过磁力搅拌器混均，并调节pH值至0.5～1，制成溶胶注入雾化容器中待用。镀膜采用石英玻璃作为基板，使用前要在加热炉中于500℃恒温0.5h～1h，溶胶由压力泵加压后进入喷枪，在喷枪嘴部经高压气体雾化后向高温基板沉积，喷枪体以一定速度移动，从而在基板上形成均匀的薄膜。形成的薄膜要在500℃恒温2h～5h，恒温时在加热炉中通入氮气和氢气的混合气体作为还原气氛，最终可以得到无色、透明的锗酸盐玻璃薄膜，在254nm紫外光照射下，发出亮红色的荧光。

附图说明

图1为本发明涉及的锗酸盐玻璃发光薄膜的制备工艺流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明，本发明不受这些制造实施例所限。

实例1