[发明专利]发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，更具体地说，涉及一种发光增强型铽掺杂微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

通过向纳米微孔玻璃的微孔中引入稀土离子，再经过高温固相烧结使微孔玻璃的微孔收缩，从而可得到密实透明的稀土离子掺杂高硅氧发光玻璃。由于稀土离子掺杂高硅氧玻璃基质中SiO₂的含量很高，玻璃成分类似于石英玻璃，所以，稀土离子掺杂高硅氧玻璃具有优异的化学稳定性、机械强度、耐热冲击性能、耐高能离子辐照性能、光透过性能和可加工性。因此，稀土掺杂高硅氧发光玻璃充分满足了新型显示和照明技术发展的诸多需求，尤其是在一些高温、易腐蚀和强振动等特殊的专业照明和显示领域，稀土离子掺杂高硅氧发光玻璃具有很好的应用前景。然而，相对于发光荧光粉，稀土离子掺杂高硅氧玻璃的发光强度不够强，如何增强稀土离子在高硅氧玻璃中的发光强度成为阻碍其广泛应用的一大技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃的制备方法，该方法可以得到发光强度强、物理化学性能优异的发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃。

本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

①制备含有M离子和铽离子的混合溶液；

②将纳米微孔玻璃浸入到混合溶液中0.5～50小时；

③将步骤②浸液后的纳米微孔玻璃烧结，制成发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃，烧结温度为1100～1300℃；

其中，所述M为钙、锶、钡的至少一种。

在本发明所述的发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃的制备方法中，所述步骤①为：将铽的氧化物、硝酸盐、氯化物、碳酸盐、乙酸盐中的至少一种和M的硝酸盐、氯化物、碳酸盐、乙酸盐中的至少一种溶于溶剂，制备含有铽离子和M离子的混合溶液，所述溶剂为水、硝酸、盐酸、乙酸中的一种。

在本发明所述的发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃的制备方法中，所述混合溶液中铽离子的浓度为0.001～0.1mol/L，M离子的浓度为0.1～1mol/L。

在本发明所述的发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃的制备方法中，所述纳米微孔玻璃包括下列重量百分比的组分：

SiO₂      94.0～98.0％

B₂O₃      1.0～3.0％

Al₂O₃     1.0～3.0％；

纳米微孔玻璃的微孔孔径为4～30纳米，微孔体积占玻璃总体积的25～40％。

在本发明所述的发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃的制备方法中，所述步骤③为：将步骤②浸液后的纳米微孔玻璃在室温下晾干，然后再逐步升温，在室温升至400℃过程中和900℃升至烧结温度的过程中，升温速度不高于15℃/min，升温至烧结温度烧结2～4小时，烧结温度为1100～1300℃，冷却至室温，制备得到发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃。所述烧结温度优选为1150～1250℃。

一种发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃，其采用上述的制备方法制备得到。

本发明通过浸泡法向纳米微孔玻璃中引入钙离子(Ca²⁺)、锶离子(Sr²⁺)、钡离子(Ba²⁺)中的至少一种和铽离子(Tb³⁺)，经过高温热处理得到了一种发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃。首先将纳米微孔玻璃浸泡进钙离子、锶离子、钡离子中的至少一种和铽离子组成的混合溶液中，浸泡后的纳米微孔玻璃经过高温固相烧结，玻璃的微孔发生收缩后成为密实无孔的透明高硅氧玻璃。在高温热处理过程中，铽离子和钙离子、锶离子、钡离子一起与SiO₂基质结合生成绿色发光的发光增强型铽掺杂纳米微晶玻璃。