【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于發光玻璃，涉及一種基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料及其制備方法。
技術介紹
1、迄今為止，摻雜各種元素的白光玻璃在光照、通信研究、光纖增益等領域的研究越來越廣泛。在各類玻璃基質中，磷酸鹽玻璃因其透過率高、聲子能量較低、熔融溫度較低，同時又具備良好的光學性能和優異的稀土離子溶解特性，從而引起研究人員的廣泛關注。以er3+為代表的稀土離子由于其自身具有豐富的能級結構，在光電材料和器件中應用十分廣泛。然而，由于自身電子的能級豐富性和結構復雜性，單一稀土離子發光帶寬有限；多種離子共摻又會出現活化離子與敏化離子的化學比例不易把握，從而不易控制發光等難解問題。
2、然而在白光玻璃中，通過對玻璃網絡結構進行調節，一種或兩種過渡金屬離子就可以實現可見光區域的熒光覆蓋，理論上可以獲得稀土離子難以企及優異的顯色性能。此時，擁有價格低廉、光譜性質豐富的過渡金屬離子，由于其激活的發光材料在很多領域都有潛在的應用價值，從而吸引了人們的視線。
3、在眾多過渡金屬離子中，sn2+憑借著擁有非常強的紫外-可見發光、更高的豐富度和更低的價格等優勢，逐漸受到重視。已有關于sn2+在磷酸鹽和硼酸鹽中光致發光和輻照發光的報道，且在石英玻璃中sn2+的輻照發光強度已經超過了鍺酸鉍(bgo)閃爍晶體。sn2+作為s-p能級躍遷的發光離子，遵循宇稱允許的選律躍遷，發光強度強、量子效率高、熒光壽命可達數納秒并且發光中心的發射帶寬等等優點使其極具研究價值。masai等報道了sn2+-mn2+共同摻雜zno-p2o5玻璃的光致發光性能，
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種基于二價過渡金屬錫離子(sn2+)的白光發射磷酸鹽玻璃材料及其制備方法，通過原料成分濃度的調整與制備方法相結合，制備得到了一種熱力學性能穩定、透光率高、轉變溫度低的磷酸鹽玻璃。該玻璃在290nm波長的激光二極管泵浦下，獲得了較強的425nm的藍光，是適用于白光led的理想材料。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了以下技術方案：
3、一種基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，按照摩爾百分數計，原料組成包括：2.5～25％的sno、15～37.5％的zno、20％的zncl2和40％的p2o5。
4、進一步地，所述基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，按照摩爾百分數計，原料組成包括：5％的sno、35％的zno、20％的zncl2和40％的p2o5。
5、進一步地，所述基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料的原料中還包括還原劑，所述還原劑為si3n4粉末，其添加量為基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料原料sno、zno、zncl2和p2o5總質量的0～1.0wt％，且不為0。在本專利技術中還原劑的作用是減少二價錫離子在燒制過程中氧化成四價錫離子，調控磷酸鹽玻璃材料的發光性能，且還原劑的加入量會影響磷酸鹽玻璃材料的發光性能，隨還原劑加入量的增多，白光發射磷酸鹽玻璃材料的激發光強度和發射光強度均呈現先上升后下降的趨勢。
6、一種所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料的制備方法，包括以下步驟：
7、按照白光發射磷酸鹽玻璃材料組成的摩爾百分比，計算出相應各組成的重量，稱取原料；
8、將所有原料研磨均勻形成混合料后，放入鉑金坩堝中，并置于馬弗爐中預熱，減少玻璃熔制過程中氣泡的產生；
9、將預熱后的鉑金坩堝轉移至硅碳棒電爐中熔制，均化和澄清后得到均勻無氣泡的玻璃液；
10、將所述玻璃液澆注到已預熱至350℃的模具上，再放入已升溫至300℃的馬弗爐中，保溫2～3h后，關閉馬弗爐，降溫至室溫，得到玻璃塊體，即為基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料。
11、進一步地，所述預熱的溫度為400℃，時間為30min。
12、進一步地，所述熔制的溫度為1100℃，時間為60min。
13、本專利技術提供了一種在空氣中制備基于sn2+發光磷酸鹽玻璃材料的方法，通過優化玻璃組分設計可以實現+2價sn的發光，析出的晶相為snp2o7，此晶相在空氣中有助于sn2+發光，且本專利技術制備的白光發射磷酸鹽玻璃材料擁有優異的綜合性能、較低的玻璃轉變溫度、良好的機械性能和熱穩定性；而且合適比例還原劑的加入，在不改變玻璃結構和穩定性能的情況下，進一步提高了sn2+的發光強度，加入還原劑后制成的磷酸鹽玻璃，在290nm的紫外激光激發下藍光發射強度較高，是空氣中發光強度的兩倍多，適用于白光led照明及顯示器件。
14、與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和技術效果：
15、(1)本專利技術的磷酸鹽玻璃材料透明度高，熔點低，發光均勻，易加工，發光效率高，導熱性好，抗激光輻照性能好，適用于白光led，發光效率高，有利于推廣應用，市場前景廣闊。
16、(2)本專利技術采用低熔點的磷酸鹽作為主要玻璃原料，具有較低的玻璃轉變溫度，降低了玻璃熔融溫度，減少了熔制過程中對熒光粉的腐蝕作用，有利于提高熒光材料的發光性能。
17、(3)專利技術人發現當sn2+作為發光中心時，如果并非想讓全部sn2+存在，在空氣中就能制得；并且析出的snp2o7晶相有助于sn2+的發光，解決了白光發射磷酸鹽玻璃材料需要在還原氣氛下制備的問題。
18、(4)本專利技術在制備磷酸鹽玻璃時加入還原劑si3n4粉末，進一步減少二價錫離子在燒制過程中被氧化成四價的情況，易大規模生產，有利于提高生產效率，降低生產成本。
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1.一種基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，其特征在于，按照摩爾百分數計，原料組成包括：2.5～25％的SnO、15～37.5％的ZnO、20％的ZnCl2和40％的P2O5。
2.根據權利要求1所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，其特征在于，按照摩爾百分數計，原料組成包括：5％的SnO、35％的ZnO、20％的ZnCl2和40％的P2O5。
3.根據權利要求1所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，其特征在于，原料中還包括還原劑，所述還原劑為Si3N4粉末，其添加量為基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料原料SnO、ZnO、ZnCl2和P2O5總質量的0.1～1.0wt％。
4.一種權利要求1～3任一項所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料的制備方法，其特征在于，所述預熱的溫度為400℃，時間為30min。
6.根據權利要求4所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料的制備方法，其特征在于，
...【技術特征摘要】
1.一種基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，其特征在于，按照摩爾百分數計，原料組成包括：2.5～25％的sno、15～37.5％的zno、20％的zncl2和40％的p2o5。
2.根據權利要求1所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，其特征在于，按照摩爾百分數計，原料組成包括：5％的sno、35％的zno、20％的zncl2和40％的p2o5。
3.根據權利要求1所述的基于二價錫離子的白光發射磷酸鹽玻璃材料，其特征在于，原料中還包括還原劑，所述還原劑為si3n4粉末，其添加量為基...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃飛飛，陳睿，王政，李登豪，雷若姍，
申請(專利權)人：中國計量大學，
類型：發明
國別省市：
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