[发明专利]一种蓝紫光可激发的红蓝光光合转光玻璃及微波熔制方法

说明书

技术领域

本发明属于光功能玻璃技术领域，涉及一种光学玻璃，更具体地说，它涉及一种蓝紫光照射下具有同步发射橙红光和蓝光的光合转光玻璃及其高温工业微波熔制方法。

背景技术

植物光合作用需要的光照波长通常包括400纳米至500纳米的蓝光和620纳米至680纳米的红光以及720纳米至740 纳米的远红光，对植物的趋光性、光合作用和光形态发生作用，具有上述波段对应的红光和蓝光同步辐射称为光合有效辐射，同时具有特征波长为660纳米的红光和450纳米蓝光的光源可显著提高植物生长光合量子产率，其中具有特征波长为660纳米的红光发射光源尤为重要。具有光合有效辐射的玻璃称为光合转光玻璃，或者称为光合玻璃，光合玻璃的形式有光合转光中空玻璃组件和光合转光体玻璃两大类型。

为了实现植物生长光合作用所需要的橙红光和蓝光宽光谱带，采用的光源有太阳光型和人工光型两大类。在这些人工光源中，传统的光源有高压钠灯和荧光灯，存在光谱不匹配、耗能的缺点，新的光源包括以LED 为代表的半导体照明技术及其发光材料的转光来满足所需要的光环境要求。其中，满足宽光谱带橙红光和蓝光要求的粉末状转光发光材料通常复合在塑料薄膜中，发光材料和塑料薄膜容易劣化，也不容易回收，采用有机配合物转光材料也存在同样的不足。采用蓝紫光激发下直接发射宽光谱带橙红光和蓝光的非晶态玻璃很少被研发。

在玻璃熔制工艺方面，用燃料实现的传统玻璃熔制方法能耗占整个工业总能耗的30% ～75%。利用工业微波能进行热能转换的方法，通过原料和辅热材料的设计，可以实现整体加热、分阶段熔化、澄清、搅拌、脱除气泡等功能，适合于小批量光学功能玻璃比如本发明涉及的宽光谱带橙红光和蓝光玻璃的熔制，在节约能源和提高玻璃熔化质量方面具有优势。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供一种蓝紫光可激发的光合转光体玻璃的成分及其高温微波熔制方法。

本发明的技术方案可以通过下述的技术措施来实现：

1.    玻璃由SiO₂-B₂O₃-BaO组成，掺入有Eu和Mn发光离子，玻璃的主成分范围（质量百分比，%）是（40-45）SiO₂-（45-40） B₂O₃-（15-5）BaO，发光离子以Eu₂O₃和MnCO₃形式加入，按照上述主成分总和质量的百分比计量，Eu₂O₃加入的数量为0.1-0. 4%，MnCO₃加入的数量为0.5-2%，按照上述玻璃成分范围，经过原料混料、微波熔制，热处理工序后，得到发光玻璃。

2.    混料选用的原料为，SiO₂的质量百分纯度为99.5至99.99 %，粒径D₅₀值为50纳米至1微米；H₃BO₃的质量百分纯度99.5至99.85%，粒径D₅₀值为0.5微米至2微米；BaCO₃的质量百分纯度为99.5%至99.9%, 粒径D₅₀值为0.5微米至2微米；MnCO₃的质量百分纯度为99.5%至99.95%, 粒径D₅₀值为0.5微米至2微米； Eu₂O₃的质量百分纯度为99.9%至99.99%，粒径D₅₀值为20纳米至150纳米_，按照玻璃成分计量后称取原料，在球磨机内球磨6小时至24小时，得到混合料。

3.    混合料在频率为2.45赫兹的高温微波炉内熔制，熔制温度为1250摄氏度至1300摄氏度，时间为4小时至8小时，得到玻璃熔体。

4.    把高温下微波熔制的玻璃熔体倒入预热的模具内成型，放入加热炉中退火，退火温度为500摄氏度至 750摄氏度，时间为2小时至6小时，随炉自然冷却后，经过研磨抛光得到光合转光玻璃。

本发明与现有技术相比具有下列优点：1该光合转光玻璃生产过程不会析晶，透明度高，发光性能稳定，发射光谱带宽；2橙红光和蓝光辐射强度额比例容易调整；3微波熔制方法节能、熔制工艺参数容易控制。

附图说明