[发明专利]一种透明长余辉微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明提供了一种透明长余辉微晶玻璃及其制备方法，该微晶玻璃的结构特征是氧化物玻璃基体中镶嵌SrAl₂O₄:Eu,Dy长余辉微晶，所述微晶玻璃中玻璃组分含量为:P₂O₅+SiO₂:40‑80mol％；BaO+SrO+CaO:3‑15mol％；ZnO+Al₂O₃+La₂O₃:5‑20mol％；Na₂O+Li₂O:5‑15mol％；B₂O₃+Bi₂O₃+Sb₂O₃:5‑20mol％；上述各组分含量之和为100mol％；SrAl₂O₄:Eu,Dy微晶的含量为氧化物玻璃基体的1‑15wt％。本发明的长余辉微晶玻璃具有透明度高、物化性能稳定、余辉亮度高、寿命长的特点，可作为长余辉材料在太阳能电池、建筑逃生标识、道路交通指示、工艺品等领域应用。

【技术领域】

本发明涉及固体发光材料领域，具体涉及一种透明长余辉微晶玻璃及其制备方法。

【背景技术】

长余辉发光材料简称长余辉材料，是一类在光源激发下，发出可见光，并能将获得的部分光能储存起来，在激发停止后，以可见光的形式将能量缓慢释放出来的一种光致发光材料，在夜间交通应急指示、仪表显示、国防军事(如夜行地图)等诸多领域具有重要应用，更有望应用于太阳能电池、生命科学和宇宙等前沿科技领域。

传统的长余辉材料主要是粉体，在风吹、日晒和雨淋的室外环境下使用，老化较快，使用寿命有限。申请公布号为CN102765894A的中国专利提出了一种长余辉发光玻璃颗粒及其制备方法，该方法将长余辉粉用树脂包裹在透明无色玻璃颗粒表面。但有机物易老化，其长期使用的耐候性仍是一个问题。因此开发一种物化性能稳定、余辉亮度高、寿命长的长余辉发光材料是当前实际应用中迫切解决的问题。

微晶玻璃是一种在无机玻璃基体中镶嵌了微/纳米晶的复合材料，它综合了晶体与玻璃材料的优点，可具有与晶体相近甚至更好的光学性能，而又有类似于玻璃材料制备方法简单，热稳定性和物化学稳定性高，耐候性好，使用寿命长的优势。常见的微晶玻璃制备方法有两种：一种是先制备前驱玻璃再进行热处理，从玻璃基体中析出微晶。申请公布号为CN105481250A的中国专利公开了一种具有长余辉下转换发光特性的无色透明微晶玻璃及其制备方法，其选择二氧化锗、氧化镓、氧化锌、氧化镧、氧化锂为玻璃基体，锰镱离子共掺，经热处理析出晶相，获得长余辉性能。但该微晶玻璃原料要用到氧化镓、二氧化锗等价格昂贵试剂，制备过程需采用还原气氛，生产成本高且工艺复杂，且在该类方法中如何调控掺杂激活离子进入析出晶相是个难题，因此实际应用中具有较大的局限性。

另一种是直接将微米晶粉体与低熔点玻璃混合共熔形成微晶玻璃。申请公布号为CN104986953A的中国专利公开了一种蓝绿色长余辉发光玻璃的制备方法，其采用将SrAl₂O₄:Eu,Dy长余辉粉和硅酸盐玻璃粉混合再熔融的方法制备蓝绿色长余辉发光玻璃。但该方法需要浇铸在熔融锡金属上形成长余辉发光玻璃，外观呈绿色。然而采用硅酸盐玻璃基体的混合共熔微晶玻璃其透明性较差，发光性能不好。2015年，Massera等人[JEur.Ceram.Soc.35(2015)1255]报道了将Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉粉掺杂到磷酸盐玻璃基体中获得长余辉玻璃，但众所周知磷酸盐玻璃物化稳定性差，容易吸潮，限制了其实际应用环境。

简言之，现有长余辉微晶玻璃在制备工艺或性能等方面中还存在一些不足之处。