[发明专利]一种双功能玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双功能玻璃及其制备方法。

背景技术

发光是物体将其内部吸收的能量直接转换为非平衡辐射的现象。当某种物质受到激发后，如果物质不发生化学变化，它总要恢复到原来的平衡状态。一部分多余的能量会通过光或热的形式释放出来。如果以可见光等电磁波形式发射出来的，这种现象就称为发光。而激发后能发光的物质就叫做发光材料或荧光体。发光材料是由基质和激活剂组成，在一些材料中还掺入敏化剂来改善发光性能。发光虽然是一种宏观现象，但它与材料内部的缺陷结构、能量传递、载流子传输等微观过程密切相关。研究发现含稀土元素的功能材料会表现出许多独特的特性，因而在各个领域均得到了广泛应用。在稀土材料的发展过程中，尤其以稀土发光材料格外引人注目。

近年来，白光LED在固态照明领域获得广泛关注。与传统的白炽灯及荧光灯相比较，白光LED具有高效节能、寿命长、环保等优点。因此用白光LED取代传统照明手段成为固态照明发展的趋势。目前,商用白光LED主要由蓝光或紫外光激发芯片与2～3种多色发光荧光粉有机组合而成。相对于白光LED所用的传统荧光粉而言，稀土离子掺杂白光发光玻璃具有发光中心分立均匀、热稳定性好、加工方便、成本低等优点。因此，白光发光玻璃具有取代传统荧光粉成为白光LED荧光体的潜在应用前景。白光发光玻璃首先由Zhang等于1991年报道，近几年成为研究热点。

目前，LED实现白光的方法主要有三种：通过LED红绿蓝的三基色多芯片组合发光合成白光，该种方法具有实现效率高、色温可控、显色性较好等优点，但该模式下，三种芯片光衰不同导致色温不稳定以及控制电路复杂、成本高等缺点。通过紫外光LED芯片激发荧光粉发出三基色合成白光是实现白光的另一种途径，但目前紫外芯片效率较低，有紫外光泄露问题，及荧光粉温度稳定性等问题有待解决；基于蓝光芯片激发黄绿色荧光粉YAG模式是当前市场的主流，并已商业化。对大功率LED，采用的荧光粉与环氧树脂或者硅胶配合作为导光透镜的方式存在严重的热稳定性问题，并且该模式还由于缺少红光成分，显色指数低，在某些特殊场合其应用受到限制。有文献报道，在第三种模式下通过混合红粉可以有效的提高其显色指数。

磁性是含高含量稀土氧化物玻璃的一个重要特殊性能。且随系统中稀土含量的增加，玻璃磁性逐渐增强。这一类玻璃可以使通过其内部的线偏振光的偏振面在外界磁场作用下发生旋转。常用于隔离器、磁光调制器、磁光开关、磁场测量和高压输电线路的电流测量传感器以及磁光存储等磁光功能器件。这一方面的研究较多（1.单小兵,张其土,陆春华,倪亚茹,许仲梓.含Sm稀土硼硅酸盐玻璃的形成区及吸收谱线[J],南京工业大学学报，2003，02：36-39；2.单小兵,张其土,许仲梓.钐硼硅酸盐玻璃组成对吸收谱线的影响[J],南京工业大学学报，2004，04：31-34；3.张其土,王丽熙,付振晓,许仲梓.铒硼硅酸盐玻璃结构的研究[J],稀土，2006，01：19-22；4.聂秋华，李浩泉，徐铁峰.Er⁺³掺杂Bi₂O₃-B₂O₃-Ga₂O₃玻璃光谱性质及热稳定性研究[J],量子电子学报，2006，05：607-612；5.章春香，殷海荣，刘立营，磁光材料的典型效应及其应用[J].磁性材料及器件,2008,(03):8-11；6.殷海荣，章春香，刘立营，高Verdet常数Faraday玻璃磁光理论及其应用[J].硅酸盐通报,2008,(04):748-753；7.殷海荣，章春香，刘立营，李阳，唐保军，稀土法拉第磁光玻璃研究新进展[J].材料导报,2008,(03):7-10；8.殷海荣，汪涛，董继先，Tb³⁺/D_y³⁺共掺杂磁光玻璃的制备及性能研究[J].电子元件与材料,2010,(11):61-64；9.章春香，殷海荣，刘立营，唐保军，Tb₂O₃对磁光玻璃稳定性和微观结构的影响[J].武汉理工大学学报,2010,(05):27-30；10.殷海荣，汪涛，祖全先，杨明珍，冯敏鸽，掺Tb³⁺法拉第磁光玻璃研究新进展[J].中国陶瓷,2010,(10):3-6；11.殷海荣，章春香，刘立营，唐保军，Tb₂O₃对磁光玻璃形成区及物理化学性质的影响[J].中国稀土学报,2009,(01):57-62；12.章春香，陈国平，殷海荣，吴艳霞，刘立营，不同Tb₂O₃掺量GBS和ABS磁光玻璃的制备和性能研究[J].硅酸盐通报,2009,(02):274-278；13.殷海荣，章春香，Glass-forming Ability and Chemical Stability of Magneto-optical Glass Heavily Doped with Rare Earth Oxide[J].Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition),2009,(04):640-643）。