一种过渡金属离子共掺紫外激发可调发光玻璃及其制备方法[0002]光致发光材料已经广泛应用与许多领域，例如固态激光，光纤放大，彩色显示，光学存储，半导体照明等。尤其是被称之为“绿色照明”的LED半导体照明工程是20世纪90年代初从节约能源、保护环境出发提出的，现在已发展成为极具前景和影响力的高新【技术领域】朝阳产业。目前，伴随着LED技术的广泛应用及潜在的市场的开发，LED显示出了强大的发展潜力。[0003]发光玻璃广泛应用于激光、光学放大器、光通讯、储能和显示等光电子高【技术领域】，如可以应用于建筑、艺术、灯具、仪表盘、器皿等场合的长余辉发光玻璃。发光玻璃还可以取代荧光粉，应用在LED半导体照明中，这也是本发明的出发点之一。[0004]稀土化合物的发光基于它们的4f电子在f_f组态之内或f_d组态之间的跃迁，发光色彩鲜艳，发射波长分布宽，荧光寿命跨度大，但由于稀土离子吸收峰很窄，不能高效吸收如太阳光谱等连续光谱。与稀土化合物不同的是，过渡金属离具有未填满的d壳层，电子组态是3dn (0〈n〈10)，其最低的本征态在3dn组态中，激发态在外层，所以对周围的晶体场环境敏感，其吸收光谱具有很宽的吸收带，因而可以在很宽的光谱范围内做出响应。[0005]本发明开发了过渡金属离子Mn2+掺杂的硼硅酸盐玻璃。二价锰离子具有3d5电子构型，其d-d电子跃迁属禁戒跃迁，激发效率低，衰减时间长。本发明通过Cu+，Mn2+共掺显著提高了 Mn2+离子的发光强度，同时缩短了发光衰减时间，并系统研究了发光性能以及Cu+和Mn2+之间的能量传递。此发光玻璃在紫外光激发下具有稳定的可见发光，通过基质玻璃组成和激发波长的改变可以实现可见发射光的连续可调，包括发出白光。
[0006]本次发明涉及一种过渡金属离子共掺紫外激发可调发光玻璃及其制备方法。[0007]本发明过渡金属离子掺杂发光玻璃的组成通式为:(10-20) Rl2O-(10-15) R20- (5-10) R3203_ (55-65) Si02-xCu0-yMn02-zSnCl2 (或 SnO)
通式中的Rl包括Na，K，Li，R2包括Ca，Ba, Sr，Zn，R3包括Al，B。在一定范围内改变基玻璃组成和发光离子的配比，可以调整发射光的色坐标，得到不同色度的发光。此外，还原剂SnCl2 (或SnO)与发光离子Cu+，Mn2+的比例控制决定发光离子的还原效果。
[0008]Cu+离子的发光主要位于蓝-绿光区域，并且发光波长随激发波长的增加产生红移。Mn2+离子主要产生绿-红光宽带发射，取决于所处晶体场环境。两种离子同时存在于硼硅酸盐基质玻璃中可以产生覆盖全部可见波段的宽带发射，复合产生白光。所掺杂的两种离子浓度须在合适范围内，分别设定为Cu+:0.05-0.5 mol%和1_3 mol%范围内，而Cu+对Mn2+的能量传递会导致Cu+的绿光减弱而Mn2+所发射的橙红光增强。因此在以上浓度条件下，玻璃能在280 nm - 340 nm波长范围的紫外光激发下产生可调可见发光，包括发射不同色温的白光。
[0009]本发明的过渡金属离子共掺硼硅酸盐发光玻璃的制备方法包括如下步骤: a)原料的选取
基质玻璃所使用的原料分别是化学纯氧化物，硼酸盐和碳酸盐，包括Na2CO3, K2CO3,Li2CO3, BaCO3, CaCO3, SrCO2, H3BO3, Al2O3, ZnO, SiO2, CuO, MnCO3, SnCl2, SnO0
[0010]b)玻璃的熔制
I)按照设计的玻璃组成精确称量化合物原料，将称量好的原料放入氧化铝坩埚中。
[0011]2)将装有配合料的坩埚放入电炉中熔制，熔制温度:145(Tl550°C，保温时间:3~4小时。
[0012]c)玻璃的热处理
将熔制好的玻璃放入已升温至550-650°C的电炉中保温2-3小时，样品随炉冷却至室温取出。

[0013]实施例1
采用SiO2, H3BO3, BaCO3, Na2CO3为主要原料，CuO, MnCO3为激活剂，SnCl2为还原剂，按照表1所示的摩尔组成进行配合料计算。
[0014]表1实施例1的玻璃组成(mol%)