[发明专利]一种Ce/Dy/Mn掺杂的彩色荧光玻璃及其制备方法

说明书

本发明属于新型材料制备技术领域，涉及一种Ce/Dy/Mn掺杂的彩色荧光玻璃及其制备方法。包括如下摩尔份数的成分：SiO₂：40‑65份，B₂O₃：0‑20份，Al₂O₃：0‑15份，CaF₂：10‑25份，CaO：0‑15份；掺杂剂：0.01‑4份，所述掺杂剂为Ce₂O₃，Dy₂O₃或MnO中的一种，两种或三种的组合。本发明采用的掺杂剂兼具着色剂及发光中心的作用，从而实现玻璃的着色以及荧光功能；所制备出的玻璃机械性能好、化学性能稳定、玻璃着色均匀。通过控制掺杂剂种类、浓度、掺杂离子间的能量传递、玻璃基质、激发波长可调节荧光玻璃的色坐标、色温。

技术领域

本发明属于新型材料制备技术领域，涉及一种Ce/Dy/Mn掺杂的彩色荧光玻璃及其制备方法。

背景技术

玻璃作为一种非晶态材料，具有广泛的应用。通过在玻璃组成中引入激活离子（例如稀土/过渡金属离子）可以获得荧光玻璃，该类玻璃在一定的激发作用下能产生发光。近年来，由紫外线激发而在可见光谱范围产生荧光的玻璃引起关注，该类玻璃在灯具、照明、显示器及一些玻璃制品中存在实际应用价值。颜色玻璃是指由于能够吸收、反射、透过不同波长的光线，从而呈现不同颜色的玻璃，可应用于艺术装饰、照明、激光和滤光等方面，在人们的日常生活、工农业生产、科学技术领域具有重要的意义。

荧光玻璃主要采用稀土离子作激活剂，为了得到红光（橙光）发射，一般采用Eu³⁺或Sm³⁺，这两种稀土离子发射光谱及激发光谱比较尖锐，吸收带较窄，不能高效吸收激发光。现有技术对荧光的调控，主要涉及掺杂离子浓度的调整，很少涉及离子间能量传递对所制备材料激发光谱的影响。目前有一些荧光玻璃和颜色玻璃的文献，但是同时关注玻璃的颜色及荧光性能调控的报道很少。

发明内容

本发明针对传统玻璃的颜色及荧光性能调控中存在的问题提出一种新型的Ce/Dy/Mn掺杂的彩色荧光玻璃及其制备方法。

本发明涉及一种具有荧光功能的彩色无机材料，尤其是涉及一种稀土/过渡金属掺杂的透明度优良的彩色荧光玻璃、其制备方法及性能调控方法。

本发明涉及一种Ce/Dy/Mn掺杂的玻璃，掺杂剂对可见光能够选择性吸收可使玻璃呈现特定的颜色；另一方面，掺杂剂在紫外光激发下，可以产生电子跃迁，发出可见光。本发明通过高温熔体冷却法制备了一种Ce/Dy/Mn掺杂的彩色荧光玻璃，玻璃依据组成的不同，呈现无色、乳白色、浅棕色、深棕色等，在紫外光激发下发出紫光、蓝光、黄光、橙色光、甚至白光。玻璃颜色及荧光的光色品质可以通过调整基质玻璃组成、掺杂离子种类及浓度、激发光波长、离子间能量传递实现。采用本方法制备的彩色荧光玻璃透明度高、安全环保、发光均匀、易加工、发光效率高，在艺术装饰、彩色显示及照明领域具有潜在的应用前景，可应用于制作发光装置（例如照明装置），有利于推广应用。

为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

一种Ce/Dy/Mn激活的彩色荧光玻璃，包括如下摩尔份数的成分：SiO₂：40-65份，B₂O₃：0-20份，Al₂O₃：0-15份，CaF₂：10-25份，CaO：0-15份；掺杂剂：0.01-4份，所述掺杂剂为Ce₂O₃，Dy₂O₃或MnO中的至少一种。

上述Ce/Dy/Mn激活的彩色荧光玻璃的制备方法，步骤如下：