《一种自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法.pdf（5页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103304142 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103304142 A *CN103304142A* (21)申请号 201310286180.X (22)申请日 2013.07.09 201310055040.1 2013.02.21 CN C03C 10/04(2006.01) C03C 10/02(2006.01) C03C 4/12(2006.01) (71)申请人 山东康友光电科技股份有限公司 地址 265200 山东省烟台市莱阳市白龙路 10 号 (72)发明人 刘树江 王树美 (74)专利代理机构 济南泉城专利商标事务所 3721。
2、8 代理人 张贵宾 (54) 发明名称 一种自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的 制造方法 (57) 摘要 本发明涉及玻璃新材料领域， 特别涉及一种 自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方 法。该自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制 造方法， 以石英砂、 氢氧化铝、 磷酸氢二铵、 碳酸 锂、 碳酸钠、 碳酸钾、 氧化锌、 氧化镱、 氧化铒为原 料， 将上述原料混合均匀后， 在窑炉中熔融并均 化， 得到玻璃熔体 ； 将玻璃熔体经导料管浇铸在 温铸铁模具上， 得到制品 ； 制品退火后冷却、 按规 格切割得到产品。 本发明制造方法简单， 原材料易 得， 利用无氟玻璃熔体冷却时自发析晶获得 Yb3+/。
3、 Er3+离子体相掺杂的透明微晶玻璃， 省却了制品 成型后的热处理过程， 适于广泛推广应用。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103304142 A CN 103304142 A *CN103304142A* 1/1 页 2 1. 一种自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： （1） 以石英砂、 氢氧化铝、 磷酸氢二铵、 碳酸锂、 碳酸钠、 碳酸钾、 氧化锌、 三氧化二镱、 三氧化 二铒为原料，。
4、 将上述原料混合均匀后， 在窑炉中于 14501480熔融并均化， 得到玻璃熔体 ； （2） 将玻璃熔体经料道流至工作部后温度降至 12001220， 然后经导料管连续浇铸在温度 为 500的铸铁模具上， 得到制品 ；（3） 制品经铸铁履带牵引进入退火窑中， 在 450480下 退火 1.0h 后随炉冷却 ；（4） 将冷却的微晶玻璃制品按规格切割， 打磨并抛光， 最终得到产 品。 2. 根据权利要求 1 所述的自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法， 其 特征在于 ： 步骤 （1）中， 所述原料的有效成分的重量分数配比为 ： SiO250.8555.29%、 Al2O34.244.61%、。
5、 P2O53.944.28%、 Li2O04.06%、 Na2O7.7416.13%、 K2O011.76%、 ZnO 18.0719.65%、 Yb2O32.732.97%、 Er2O30.660.72%。 3. 根据权利要求 1 所述的自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法， 其特征在 于 ： 步骤 （2） 中， 得到的制品宽度为 23cm， 厚度为 2.0cm。 4. 根据权利要求 1 所述的自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法， 其特征在 于 ： 步骤 （3） 中， 退火窑的长度为 35m。 权 利 要 求 书 CN 103304142 A 2 1/3 页 3 一种自发析晶的。
6、上转换发光透明微晶玻璃的制造方法 0001 （一） 技术领域 本发明涉及玻璃新材料领域， 特别涉及一种自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制 造方法。 0002 （二） 背景技术 自 1959 年报道上转换发光后， 上转换发光材料在激光技术、 光线通讯、 纤维放大器、 光 信息存储与显示等领域都显示出广泛的应用前景。 作为基质材料， 玻璃在紫外、 可见和近红 外范围具备良好的光透过特性， 与晶体材料相比具有制备方便， 成型简单， 生产成本低， 稀 土离子掺杂量大等优点。当稀土离子富集于微晶时 , 稀土离子间距缩小 , 稀土离子间的相 互作用将会急剧增大 , 使得上转换的敏化作用非常强 , 从而导。
7、致很强的上转换发光， 并且 晶体尺寸越小上转换发光强度越大。 0003 目前研究和报道最多的是氧氟化物系统纳米晶透明微晶玻璃， 这种微晶玻璃具有 声子能量低和荧光寿命长等特点。制造方法与其他透明微晶玻璃相同， 即先将均化的玻璃 熔体通过各种成型方法得到母相玻璃， 然后再经热处理使母相玻璃析晶而制得透明微晶玻 璃。这类氧氟化物透明微晶玻璃的组成中含有较高的氟化物含量， 在实际生产过程中氟化 物对玻璃窑炉的侵蚀非常严重， 玻璃制品的质量不易控制， 因此不适合大批量生产， 寻找新 型稀土掺杂无氟透明微晶玻璃是科研工作者和生产技术人员共同关心的课题。 0004 在无氟透明微晶玻璃的制备方面， 申请号为。
8、 201110003480.3 的发明专利公开了 一种利用熔体冷却自发析晶的透明微晶玻璃， 报道了利用熔融冷却法制备的透明微晶玻 璃， 即在熔体冷却过程中， 玻璃熔体自发析出磷酸盐或硅酸盐晶体， 可见光范围的透过率大 于90%。 但上述发明中微晶玻璃的化学组成并未涉及稀土氧化物， 也没有关于发光性能的介 绍。 而化学组成中引入稀土氧化物后会对熔体冷却时的析晶起始粘度、 晶体类型、 晶体尺寸 以及透明度产生重要影响， 进而影响发光性能。 到目前为止， 还未见利用熔融冷却法生产上 转换发光透明微晶玻璃的报道。 0005 （三） 发明内容 本发明为了弥补现有技术的不足， 提供了一种生产工艺简单、 原。
9、材料易得的自发析晶 的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法。 0006 本发明是通过如下技术方案实现的 ： 一种自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法， 包括以下步骤 ：（1） 以石英砂、 氢氧化铝、 磷酸氢二铵、 碳酸锂、 碳酸钠、 碳酸钾、 氧化锌、 三氧化二镱、 三氧化二铒为原料， 将上述原料混合均匀后， 在窑炉中于 14501480熔融并均化， 得到玻璃熔体 ；（2） 将玻璃 熔体经料道流至工作部后温度降至 12001220， 然后经导料管连续浇铸在温度为 500 的铸铁模具上， 得到制品 ；（3）制品经铸铁履带牵引进入退火窑中， 在 450480下退火 1.0h 后随炉冷却 ；（4）。
10、 将冷却的微晶玻璃制品按规格切割， 打磨并抛光， 最终得到产品。 0007 本发明的更优方案为 ： 步 骤 （1）中， 所 述 原 料 的 有 效 成 分 的 重 量 分 数 配 比 为 ： SiO250.8555.29%、 Al2O34.244.61%、 P2O53.944.28%、 Li2O04.06%、 Na2O7.7416.13%、 K2O011.76%、 ZnO 说 明 书 CN 103304142 A 3 2/3 页 4 18.0719.65%、 Yb2O32.732.97%、 Er2O30.660.72%。 0008 本发明通过调整系统组成， 熔体冷却过程中可以析出 Li3PO4。
11、或 Zn2SiO4晶体， 而且 晶体尺寸小于 50nm。该微晶玻璃不需要对成型后的玻璃制品再进行热处理的步骤， 可以有 效节约能源， 在 980nm 的 LD 激光器泵浦下会出现显著的上转换发光现象， 是一类具有广泛 应用前景的稀土掺杂透明微晶玻璃新材料。 0009 步骤 （2） 中， 得到的制品宽度为 23cm， 厚度为 2.0cm。 0010 步骤 （3） 中， 退火窑的长度为 35m。 0011 本发明制造方法简单， 原材料易得， 利用无氟玻璃熔体冷却时自发析晶获得 Yb3+/ Er3+离子掺杂的透明微晶玻璃， 省却了制品成型后的热处理过程， 适于广泛推广应用。 0012 （四） 具体实。
12、施方式 以下通过具体实施例对本发明一种自发析晶的上转换发光透明微晶玻璃的制造方法 做进一步说明， 其中实施例 2 为最佳实施例。实施例 13 的主要温度参数下表所示 ： 实施例 1 ： 所用原料的重量份组成为 ： 石英砂53.25份、 氢氧化铝6.83份、 磷酸氢二铵7.75份、 碳 酸钠 28.14 份、 氧化锌 19.02 份、 三氧化二镱 2.88 份、 三氧化二铒 0.71 份。 0013 制造方法具体步骤如下 ： （1） 将上述原料混合均匀后， 在炉窑中于 1460熔融并均化， 得到玻璃熔体 ； （2） 将玻璃熔体经料道流至工作部后温度降至 1220， 然后经导料管浇铸在温度为 50。
13、0的铸铁模具上， 得到制品 ； （3） 制品经铸铁履带牵引进入退火窑中， 在 480退火 1.0h 后随炉冷却 ； （4） 将冷却的微晶玻璃制品按规格切割， 打磨并抛光， 最终得到产品。 0014 获得的产品密度是 2.68gcm-3， 折射率是 1.522， 析出的主晶相是 Zn2SiO4， 晶体尺 寸是 46nm。该微晶玻璃在室温下用 980nm 的 LD 激光器泵浦时， 可在 520nm、 543nm 和 655nm 处探测到显著的上转换发光现象。 0015 实施例 2 ： 所用原料的重量份组成为 ： 石英砂 55.57 份、 氢氧化铝 7.13 份、 磷酸氢二铵 8.09 份、 碳酸锂。
14、 10.24 份、 碳酸钠 14.68 份、 氧化锌 19.85 份、 三氧化二镱 3.00 份、 三氧化二铒 0.74 份。 0016 制造方法具体步骤与实施例1相同， 制造过程中的主要温度参数见表1。 获得的产 品密度是 2.65gcm-3， 折射率是 1.528， 析出的主晶相是 Li3PO4， 晶体尺寸是 32nm。该微晶 玻璃在室温下用 980nm 的 LD 激光器泵浦时， 可在 520nm、 543nm 和 655nm 处探测到显著的上 转换发光现象。 0017 实施例 3 ： 说 明 书 CN 103304142 A 4 3/3 页 5 所用原料的重量份组成为 ： 石英砂 51.。
15、11 份、 氢氧化铝 6.56 份、 磷酸氢二铵 7.44 份、 碳酸钠 13.50 份、 碳酸钾 17.56 份、 氧化锌 18.25 份、 三氧化二镱 2.76 份、 三氧化二铒 0.68 份。 0018 制造方法具体步骤与实施例1相同， 制造过程中的主要温度参数见表1。 获得的产 品密度是 2.67g cm-3， 折射率是 1.521， 析出的主晶相是 Zn2SiO4， 晶体尺寸是 37nm。该微晶 玻璃在室温下用 980nm 的 LD 激光器泵浦时， 可在 520nm、 543nm 和 655nm 处探测到显著的上 转换发光现象。 0019 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非是对本发明作其它形式的限制， 任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、 等同变化与改型， 仍属于本发明技术方案的保护范围。 说 明 书 CN 103304142 A 5 。