专利名称：稀土离子铕激活的灯用发白光玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及发白光玻璃的制备方法，尤其是一种稀土离 子铕激活的灯用发白光玻璃及其制备方法。
技术背景-
在照明领域，稀土发光材料最主要的应用方面是节能荧 光灯、冷阴极荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、半导体光
源、平面光源等。1973年，荷兰菲利浦公司首先提出了灯用 三基色荧光粉。灯用三基色荧光粉由稀土离子激活的红、绿、 蓝三种荧光粉组成。三基色荧光灯的基本结构、制备工艺和
发光原理为在灯管内壁涂上红、绿、蓝三基色荧光粉，通 电后，灯管内的汞或惰性气体受电子激发辐射出紫外光，紫 外光激发灯管上的荧光粉，分别发射红、绿、蓝光，合理选 择调配三基色发光粉的配比，从而得到白光。三基色荧光粉 的发光离子一般为稀土离子为主。目前商业应用的稀土三基
色荧光粉红粉为YA:Eu，绿粉为CeMgAlnO^:Tb或 (La，Ce，Tb)P04，蓝粉为BaMgAl10017:Eu。由于其光效和光色 同时能达到较高水平，而被视为绿色节能的新型发光材料， 因此发展很快，已成为当前极其重要的灯用荧光粉。但稀土 三基色荧光粉由红、绿、蓝三种荧光粉组成，每一种发光粉 的合成工艺不同，合成过程温度、时间、气氛的选择都会对 荧光粉的质量起到明显的影响。
稀土离子的常见价态为+3价，获取非正常价态稀土离子 的方法，主要依据正常价态离子在化合物中得失电子所需的 条件而建立，即选择合适的氧化或还原途径。对于二价稀土 离子的获取，常采用的还原方法有高温反应过程中通入H2、
H2/N2、 NH3或C0等气体；活性碳存在下的高温灼烧；反应物
中直接掺入还原剂等。Journal of Luminescence报导1979 年Tale在外界大气气氛下，未采用任何还原方法，通过高 温固相反应合成了 Eu2+掺杂的Ba3(P04)2，为二价稀土离子的 制备提供了一个安全、便捷的新方法。长春应化所多年来系 统地研究了空气条件下稀土离子En在硼酸盐、磷酸盐、硼 磷酸盐、铝酸盐、硅酸盐等体系的氧化还原。此方法虽已引 起很多科研工作者的兴趣，但+2价铕的发光多为蓝色、绿色。
发明内容
本发明的目的是提供一种稀土离子铕激活的灯用发白 光玻璃及其制备方法。它通过改变玻璃基质的组成，实现空 气环境的弱氧化气氛条件下直接烧制+2价的铕，并将该单一 稀土离子Eu2+直接掺入玻璃制得发均匀白光的玻璃。解决了 以往将发光粉涂到灯管上制作发白光玻璃的繁琐工艺，且+2 价铕的发光为d-d跃迁，发光效率高，玻璃中稀土离子的掺 杂浓度高，则玻璃的发光亮度高。
本发明采用的技术方案是
一种稀土离子铕激活的灯用发白光玻璃，该玻璃的化学 组成为aMO-bB203-cPA:dEuO;其中aM0-bB203-0 205为玻璃 基质，Eu2+为发光离子，M为碱土金属离子Ca、 Ba、 Sr中的 一种或几种；a、 b、 c、 d、为相应组成的摩尔百分比系数， 0. 340《a《0.550; 0. 250《b《0. 450; 0. 200《c《0. 360; 0. OOKcKO. 200。
该玻璃的制备方法是按玻璃组成及比例称取碱土金属 碳酸盐、氧化硼、碱土金属磷酸氢盐、氧化铕，充分研磨混 合均匀，然后在还原条件下或在空气条件下1100-150(TC熔 融1-5小时，再将玻璃熔融液成型，经退火，得到最终产品。
上述方案中，+2价的铕不仅可用还原方法制得，还可以 在空气环境的弱氧化气氛条件下直接烧制获得。
与背景技术相比，本发明由于是单一稀土离子发白光， 克服了现有荧光灯三基色荧光粉在使用过程中由于每一种 发光粉的合成工艺不同，合成过程温度、时间、气氛的选择
而导致的荧光粉的质量的变化；同时由于直接制备发光玻 璃，不仅稀土离子掺杂浓度高，发光亮度高，且免去涂粉工 艺，简化工艺过程，降低生产成本。
图1为本发明玻璃在紫外光激发下的发光光谱图。
具体实施例方式
以下结合实施例详述本发明。
实施例1:
按如下的摩尔百分含量来称量该玻璃组成的各组分
Ca0: 0.350; B203 : 0. 400;
NH4H2P205 : 0 . 2 50; Eu203: 0.001。
将按组成比准确称量CaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 细混匀后在炉内通入氢气作为还原气氛，于150(TC恒温 5.0h。玻璃出炉后经成型、退火，得到最终产品。 实施例2:
按如下的摩尔百分含量来称量该玻璃组成的各组分
SrO: 0.450; B203: 0.250;
NH4H2P205: 0.300; Eu203: 0.010。
4每按纟且成比准确禾尔量BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 细混匀后在炉内通入CO气体作为还原气氛，于1300。C恒温 3.0h。玻璃出炉后经成型、退火，得到最终产品。 实施例3:
按如下的摩尔百分含量来称量该玻璃组成的各组分
BaO: 0.550; B203 : 0. 280;
NH4H2P205: 0.270;Eu203: 0.010。
将按组成比准确称量BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 细混匀后，在空气条件下，于110(TC恒温1.0h。玻璃出炉后 经成型、退火，得到最终产品。
实施例4:
按如下的摩尔百分含量来称量该玻璃组成的各组分 CaO: 0. 150; SrO: 0.200 ;
B203 : 0. 450; NH4H2P205 : 0. 200 ;
Eu203: 0.01。
将按组成比准确称量BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨 细混匀后，在空气条件下，于145(TC恒温4.0h。玻璃出炉后 经成型、退火，得到最终产品。
实施例5:
按如下的摩尔百分含量来称量该玻璃组成的各组分 CaO: 0.160; SrO: 0.180 ;
B203: 0.300; NH4H2P205 : 0. 360 ;
Eu203 : 0 . 005。
将按组成比准确称量CaC03、 SrC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203， 磨细混匀后，在空气条件下，于1350。C恒温2.0h。玻璃出炉 后经成型、退火，得到最终产品。
实施例6:
按如下的摩尔百分含量来称量该玻璃组成的各组分 SrO: 0.200; BaO: 0.200 ;
B203: 0.330; ,2P205: 0.270 ;
Eu203: 0.050。
将按组成比准确称量SrC03、 BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203， 磨细混匀后，在空气条件下，于1250。C恒温1..5h。玻璃出炉
后经成型、退火，得到最终产品。 实施例7:
按如下的摩尔百分含量来称量该玻璃组成的各组分
Ca0: 0.150; Sr0: 0. 150;
Sr0: 0. 150; B203: 0. 260;
NH4H2P205 : 0 . 2 90; Eu203: 0.010。
将按组成比准确称量CaC03、 SrC03、 BaC03、 B203、 NH4H2P205、 Eu203，磨细混匀后，在空气条件下，于1300。C恒温1.0h。玻 璃出炉后经成型、退火，得到最终产品。
权利要求
1、一种稀土离子铕激活的灯用发白光玻璃，其特征在于该玻璃的化学组成为aMO-bB2O3-cP2O5:dEuO；其中aMO-bB2O3-cP2O5为玻璃基质，Eu2+为发光离子，M为碱土金属离子Ca、Ba、Sr中的一种或几种；a、b、c、d、为相应组成的摩尔百分比系数，0.340≤a≤0.550；0.250≤b≤0.450；0.200≤c≤0.360；0.001≤d≤0.200。
2、 一种如权利要求1所述稀土离子铕激活的灯用发白 光玻璃的制备方法，其特征在于按玻璃组成及比例称取碱 土金属碳酸盐、氧化硼、碱土金属磷酸氢盐、氧化铕，充分 研磨混合均匀，然后在还原条件下或在空气条件下 1100-1500。C熔融1-5小时，再将玻璃熔融液成型，经退火，得到最终产品。
全文摘要
本发明公开了一种稀土离子铕激活的灯用发白光玻璃及其制备方法，该玻璃的化学组成为aMO-bB<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-cP<sub>2</sub>O<sub>5</sub>:dEuO，其中aMO-bB<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-cP<sub>2</sub>O<sub>5</sub>为玻璃基质；Eu<sup>2+</sup>为发光离子；M为碱土金属离子Ca、Ba、Sr中的一种或几种；a、b、c、d为相应组成的摩尔百分比系数。其制备方法是按玻璃组成及比例称取碱土金属碳酸盐、氧化硼、碱土金属磷酸氢盐、氧化铕，充分研磨混合均匀，然后在还原条件下或在空气条件下1100-1500℃熔融1-5小时，再将玻璃熔融液成型，经退火，得到最终产品。本发明通过改变玻璃基质组成，实现空气环境的弱氧化气氛条件下直接烧制+2价铕，并将该单一稀土离子Eu<sup>2+</sup>直接掺入玻璃制得发白光玻璃。不仅稀土离子掺杂浓度高，发光亮度高，且免去了以往涂粉工艺，简化了工艺过程，降低了生产成本。
文档编号C03C4/12GK101104547SQ20071006218
公开日2008年1月16日 申请日期2007年6月16日 优先权日2007年6月16日
发明者刘会欣, 孙小星, 廉志红, 毅 沈, 黎月英 申请人:河北理工大学