說明書摘要
權利要求書
1、一種發紅光的高矽氧玻璃的製造方法，採用sio2的重量百分比含量超過95%的多孔玻璃，該多孔玻璃的孔徑為1nm～20nm，奈米孔佔玻璃的體積為23%～33%。通過溶液的分次浸漬法，將該多孔玻璃浸入到含有活性稀土離子和惰性稀土離子以及其他過渡金屬離子的溶液中，再在特定的溫度制度和氣氛中高溫燒結而製備。
2、根據權利要求1所述的發紅光的高矽氧玻璃的製造方法，其特徵在於所述的溶液的溶劑為酸、水、乙醇、以及丙酮等。
3、根據權利要求2所述的稀酸為稀硝酸，稀鹽酸和稀硫酸等。
4、根據權利要求1所述的發綠光的高矽氧玻璃的製造方法，其特徵在於所述的活性稀土離子為銪離子。
5、根據權利要求1所述的發綠光的高矽氧玻璃的製造方法，其特徵在於所述的惰性稀土離子為硝酸釔和硝酸釓。
6、根據權利要求1所述的發綠光的高矽氧玻璃的製造方法，其特徵在於所述的其他過渡金屬離子係指釩離子和鉍離子。
7、根據權利要求1所述的分次浸漬法是指：
摻雜釩離子的過程和摻雜其他金屬離子的過程分開，具體而言就是將多孔玻璃先浸入到含有釩離子的溶液中，待浸泡至少20分鐘後，在135攝氏度到650攝氏度溫度之間乾燥後再浸入到含有銪離子，鉍離子，釔離子或者釓離子的溶液中去。或者是將多孔玻璃浸入到含有銪離子，鉍離子，釔離子或者釓離子的溶液中，待浸泡至少1個小時後，在350攝氏度到650攝氏度溫度之間乾燥後再浸入到含有釩離子的溶液中去。
8、根據權利要求1所述的溫度制度，是指按照如下程式公升溫：
從室溫到100攝氏度至200攝氏度區間，公升溫速率小於1攝氏度每分鐘；必須保持100攝氏度至200攝氏度溫度區間至少120分鐘；100攝氏度到200攝氏度區間任一溫度公升溫到600攝氏度到800攝氏度區間任一溫度，公升溫速率小於3.5攝氏度每分鐘；必須保持600攝氏度到800攝氏度溫度區間任意溫度至少90分鐘；從600攝氏度到800攝氏度區間任一溫度公升溫到950攝氏度，公升溫速率小於3.5攝氏度每分鐘；必須保持950攝氏度溫度至少90分鐘；950攝氏度公升溫到1100攝氏度，公升溫速率小於1攝氏度每分鐘；必須保持1100攝氏度溫度至少45分鐘。
9、根據權利要求1所述的特定氣氛係指空氣中或者氧化性質的氣體，比如氧氣。
說明書藍紫外光激發下發紅色光的高矽氧玻璃
技術領域
本發明涉及發光玻璃，特別是一種藍紫外光激發下發紅色光的高矽氧玻璃。
背景技術
進入21世紀以來，由於藍光led技術的發明，人們開發出了基於藍光led激發ce：yag螢光粉的發白光的照明顯示材料，從此揭開了led顯示與照明的篇章。最近五年來，由於紫外led的迅猛發展，人們對於可被長波紫外led激發的螢光材料投入極大的關注。
發光玻璃是一類重要的螢光材料，相比較螢光粉體材料，發光玻璃具有很多優點，比如易於形成各種形狀，**低廉，優良的透明性等等。因此，發光玻璃有望在顯示領域一展身手。在研究可被藍紫色led激發的三基色玻璃和白光玻璃的過程中，人們主要集中於磷酸鹽玻璃，硼酸鹽玻璃以及氟化物玻璃等基質上，這主要是由於這些基質可以溶解較多的稀土離子而不發生團聚導致的螢光淬滅，但是，由於這些玻璃基質的化學穩定性和機械效能比較差，在實際應用中存在著很大的限制。
高矽氧玻璃是指二氧化矽含量在90%以上的玻璃，通常具有低膨脹﹑耐熱衝擊﹑高機械強度和化學效能穩定等優點，被視為稀土離子和過渡金屬離子等摻雜的光纖的優良基質材料。但是乙個限制高矽氧玻璃實際應用的問題是啟用離子濃度在高矽氧玻璃中不能摻高，否則會造成嚴重的濃度消光。。幾十年來，國內外的科學家們已經做了大量的研究工作，但都沒有明顯地增強它們的發光強度。
提高活性離子摻雜的高矽氧玻璃的發光強度的研究迫切需要創新的研究設想。
近十餘年來，具有奈米孔的沸石和二氧化矽受到廣泛的關注，相對於傳統的發光材料，這種稀土離子和過渡金屬離子摻雜的多孔材料具有更高的發光強度和量子效率。具體的機理目前尚無定論，一般認為這些多孔材料由於具有很高的比表面積和高的孔隙率導致啟用離子更容易均勻的分布於孔結構的表面。從而避免啟用離子的團簇以及啟用離子激發態的濃度淬滅。
高矽氧多孔玻璃，是一種優良的矽酸鹽玻璃基質材料，由於其sio2含量在96%以上，因此其光學和機械效能與石英玻璃極為接近，事實上，早期的石英玻璃製品就是採用燒結高矽氧多孔玻璃而製得。基於高矽氧多孔玻璃靈活的孔結構和大的比表面積，人們採用一種物理方法來均勻分散發光活性離子在多孔玻璃中的分布，抑制自發形成團簇，增強其發光強度，從而獲得高強度發光的組成與石英玻璃極為接近的高矽氧發光玻璃。對於紅色發光的高矽氧玻璃，以往的研究顯示其僅能被短波紫外光所激發，比較常見的是被254nm紫外光激發的高矽氧髮紅光玻璃。
針對於此，我們採用特定的燒結工藝和特定的共摻稀土離子和過渡金屬離子，使得該型別紅色發光玻璃的吸收波段拓展到長波紫外和藍紫光區域（365nm～405nm），從而解決高矽氧發光玻璃只能被短波紫外光（300nm波長以下）激發的問題。從而最終能利用當前市面上主流的led產品（藍紫外光led），實現藍紫外光led激發下高矽氧玻璃的紅色發光。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種發紅光的高矽氧玻璃的製造方法。按照該方法製備的高矽氧髮紅光玻璃在藍紫外光激發下，能發出鮮豔的612nm的紅色光。
本發明的技術解決方案如下：
一種發紅光的高矽氧玻璃的製造方法，採用sio2的重量百分比含量超過96%的多孔玻璃，該多孔玻璃的孔徑為1nm～20nm，奈米孔佔玻璃的體積為23%～33%。通過溶液的分次浸漬法，將該多孔玻璃浸入到含有活性稀土離子和惰性稀土離子以及其他過渡金屬離子的溶液中，再在特定的溫度制度和氣氛中高溫燒結而製備得到。
所述的溶液為水溶液，酸溶液，乙醇溶液或者丙酮溶液。
所述的酸溶液為硝酸溶液，硫酸溶液，鹽酸溶液。
所述的多種活性稀土離子係指銪離子。
所述的惰性稀土離子，必須至少包含如下兩種稀土離子的一種，即：硝酸釔和硝酸釓。
所述的其他過渡金屬離子係指釩離子和鉍離子。
所述的分次浸漬法是指摻雜釩離子的過程和摻雜其他金屬離子的過程分開，具體而言就是將多孔玻璃先浸入到含有釩離子的溶液中，待浸泡至少20分鐘後，在135攝氏度到650攝氏度溫度之間乾燥後再浸入到含有銪離子，鉍離子，釔離子或者釓離子的溶液中去。或者是將多孔玻璃浸入到含有銪離子，鉍離子，釔離子或者釓離子的溶液中，待浸泡至少1個小時後，在350攝氏度到650攝氏度溫度之間乾燥後再浸入到含有釩離子的溶液中去。
所述的燒結過程溫度制度是指：
從室溫到100攝氏度至200攝氏度區間，公升溫速率小於1攝氏度每分鐘。
必須保持100攝氏度至200攝氏度溫度區間至少120分鐘。
100攝氏度到200攝氏度區間任一溫度公升溫到600攝氏度到800攝氏度區間任一溫度，公升溫速率小於3.5攝氏度每分鐘。
必須保持600攝氏度到800攝氏度溫度區間任意溫度至少90分鐘。
從600攝氏度到800攝氏度區間任一溫度公升溫到950攝氏度，公升溫速率小於3.5攝氏度每分鐘。
必須保持950攝氏度溫度至少90分鐘。
950攝氏度公升溫到1100攝氏度，公升溫速率小於1攝氏度每分鐘。
必須保持1100攝氏度溫度至少45分鐘。
所述的氣氛是指空氣或者具有氧化性質的氣體，比如氧氣。
按照上述方法製備的玻璃在藍紫色光（365nm～420nm）的激發下發出綠色的光。
附圖說明
具體實施方式
為了更加清楚的說明本發明，下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護範圍。
本發明發紅光的高矽氧玻璃的製造方法，採用sio2的含量超過96%的多孔玻璃，該多孔玻璃的孔徑為1nm～20nm，奈米孔佔玻璃的體積為23%～33%。通過溶液的分次浸漬法，將該多孔玻璃浸入到含有多種活性稀土離子和惰性稀土離子以及其他過渡金屬離子的溶液中，再在特定的溫度制度和氣氛中高溫燒結而製備得到。
具體製備方法是將多孔玻璃浸入到含有銪離子、釔離子或者釓離子，以及鉍離子的溶液中，這些金屬離子均以硝酸鹽，氯化物和硫酸鹽的形式溶解在一定量的稀硝酸、稀鹽酸、稀硫酸以及乙醇和丙酮溶液中。待浸泡至少1個小時後，取出於空氣中或者乾燥箱中晾乾，然後在350攝氏度到650攝氏度之間乾燥。之後再將該玻璃浸入到含有釩離子的溶液中，待至少20分鐘後，取出於空氣中或者乾燥箱中晾乾，然後高溫燒結。
最後得到密實透明的高矽氧玻璃。燒結後這種玻璃在藍紫色光的照射下發出鮮豔的紅色光。另外，也可以將多孔玻璃浸入到兩種不同的溶液中的過程順序顛倒過來，經過高溫燒結也一樣能得到密實透明的高矽氧髮紅光的玻璃。
實施例1
將10.3g的硝酸銪，2.6g硝酸鉍，和20.
5g硝酸釓溶解於100ml的1n的稀硝酸溶液中。將尺寸為2mm×2mm×10mm的多孔玻璃浸入該溶液中2個小時，該玻璃中二氧化矽的重量百分比為96%，孔徑大小為5nm到10nm。然後將該玻璃從溶液中取出在空氣中乾燥。
然後將該玻璃在350攝氏度下乾燥10個小時。待自然冷卻後，再浸入到含有2.3g硫酸氧釩的20ml的水溶液中，經過20分鐘後，取出於乾燥箱中乾燥。
待該玻璃完全乾透後放置於充滿氧氣的燒結爐中，然後按照如下的溫度制度來公升溫：
90分鐘從室溫公升溫到100攝氏度，然後在100攝氏度保溫120分鐘。150分鐘從100攝氏度公升溫到600攝氏度，然後在600攝氏度保溫90分鐘。100分鐘從600攝氏度公升溫到950攝氏度。
然後在950攝氏度保溫90分鐘。150分鐘從950攝氏度公升溫到1100攝氏度。然後在1100攝氏度保溫45分鐘。
然後關掉高溫爐，使該玻璃隨爐冷卻。最後得到密實無色透明的高矽氧玻璃，該玻璃在365nm紫外光的輻照下發射出鮮豔明亮的紅色光。
實施例2
將5.2g的硝酸銪，2.7g硝酸鈰，和37g硝酸釔溶解於100ml的3n的稀硫酸溶液中。
將尺寸為2mm×2mm×10mm的多孔玻璃浸入該溶液中2個小時，該玻璃中二氧化矽重量百分比含量為96%，孔徑大小為1nm到8nm。然後將該玻璃從溶液中取出在空氣中乾燥。然後將該玻璃在650攝氏度下乾燥3個小時。
待自然冷卻後，再浸入到含有4.5g硫酸氧釩的20ml的硝酸溶液中，經過30分鐘後，取出於空氣中乾燥。待該玻璃完全乾透後放置於充滿空氣的燒結爐中，然後按照如下的溫度制度來公升溫：
175分鐘從室溫公升溫到200攝氏度，然後在200攝氏度保溫120分鐘。160分鐘從200攝氏度公升溫到750攝氏度，然後在750攝氏度保溫90分鐘。100分鐘從750攝氏度公升溫到950攝氏度。
然後在950攝氏度保溫90分鐘。150分鐘從950攝氏度公升溫到1100攝氏度。然後在1100攝氏度保溫45分鐘。
然後關掉高溫爐，使該玻璃隨爐冷卻。最後得到密實無色透明的高矽氧玻璃，該玻璃在385nm紫外光的輻照下發射出鮮豔明亮的綠色光。