一種熒光顏色可調(diào)的氧化鋅玻璃制造技術

本發(fā)明專利技術公開一種熒光顏色可調(diào)的氧化鋅玻璃及其制備方法，屬于玻璃與其他材料的接合的技術領域。所涉及的熒光氧化鋅玻璃含有玻璃組分和納米氧化鋅晶體組分，所述的氧化鋅玻璃能夠吸收紫外光，在可見光波段透明，在紫外光作用下能發(fā)射藍色或綠色或白色熒光。所涉及的熒光氧化鋅玻璃制備步驟是：將鋅粉均勻分布在玻璃的表面上或?qū)\粉與玻璃粉體混合后，放入含有氧氣的氣體中進行熱處理；將經(jīng)過熱處理的材料注入模具冷卻至室溫或直接冷卻至室溫后，獲得所述的氧化鋅玻璃材料；通過改變材料的燒結(jié)溫度從而制成熒光顏色不同的氧化鋅玻璃。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術公開一種熒光顏色可調(diào)的氧化鋅玻璃及其制備方法，屬于玻璃與其他材料的接合的

技術介紹
因其能阻擋紫外線并在可見光區(qū)透明，玻璃是一種價廉卻應用非常廣泛的光學材料，在建筑領域獲得重要應用。為了擴大玻璃的應用范圍和增強玻璃產(chǎn)品的競爭力，人們一直努力賦予玻璃新的功能 。其中，充分利用太陽光中的紫外線，能使玻璃產(chǎn)生可見熒光的玻璃顯得特別有吸引力，因為熒光玻璃所產(chǎn)生可見熒光將增強室內(nèi)的光亮。納米氧化鋅是一種寬禁帶直接半導體，無毒，化學物理性能耐熱耐光，它的帶寬為3.3eV，可吸收波長小于375納米的紫外光而透過對整個可見光區(qū)的光是透明的。在波長小于375納米的紫外光照射下，納米氧化鋅可發(fā)出波長位于380納米的紫光和波長位于500納米左右的綠光，其中380納米的紫光和500納米左右的綠光之間的相對強度是受晶體中氧缺陷多少來決定的。若氧缺陷多，則綠光強紫光弱；反之則綠光弱紫光強。本專利技術將納米氧化鋅引入到玻璃體中，通過控制制備氧化鋅玻璃過程中的燒結(jié)溫度來控制納米氧化鋅晶體中氧缺陷多少，從而制成熒光顏色可調(diào)的氧化鋅玻璃。這種熒光玻璃將原先被白白吸收掉的紫外線轉(zhuǎn)換成有用的可見熒光，不僅僅增強了室內(nèi)的光亮，而且有利于對太陽光中紫外線的吸收。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供一種熒光顏色可調(diào)的氧化鋅玻璃及其制備方法。所述的氧化鋅玻璃含有玻璃組分和納米氧化鋅組分。本專利技術所述的氧化鋅玻璃，其特征在于納米氧化鋅組分的質(zhì)量占復合材料質(zhì)量的比例在百萬分之一至百分之五十之間。本專利技術所述的氧化鋅玻璃，其特征在于(a)能夠有效地吸收波長小于375納米的紫外光；(b)在400-1100納米波段范圍內(nèi)的透射率大于50% ；(c)在紫外光作用下能發(fā)射藍色或綠色或白色熒光，其熒光峰位和顏色由材料的燒制溫度決定。本專利技術所述的氧化鋅玻璃，其結(jié)構(gòu)特征在于(a)其中的納米氧化鋅組分具有晶體的性質(zhì)而其中的玻璃組分具有非晶體的性質(zhì)；(b)其中的納米氧化鋅組分分布在玻璃介質(zhì)中或分布在玻璃介質(zhì)表面上。本專利技術所述的氧化鋅玻璃，其特征在于制備步驟包括但不限于(a)將細小的鋅粉均勻分布在玻璃的表面上或?qū)⒓毿〉匿\粉與玻璃粉體充分混合，獲得鋅與玻璃的混合物；(b)將所述的鋅與玻璃的混合物在含有氧氣的氣體中加熱，加熱溫度在500至1500攝氏度之間，獲得經(jīng)過熱處理的鋅與玻璃的混合物；(c)將經(jīng)過熱處理的混合物注入模具冷卻至室溫或直接冷卻至室溫后，獲得所述的熒光氧化鋅玻璃；(d)通過改變材料的燒結(jié)溫度從而制成熒光顏色不同的氧化鋅玻璃。本專利技術所述的納米氧化鋅，其特征在于具有納米棒，納米針，納米線，納米板，四足納米針或多足納米針的幾何形狀。本專利技術所述的氧化鋅玻璃，其特征在于(a)材料的燒結(jié)溫度決氧化鋅玻璃的熒光顏色；(b)燒制溫度在接近5 00攝氏度的低溫區(qū)段時所制備的氧化鋅玻璃具有藍色熒光特性；(c)燒制溫度在大于800攝氏度的高溫區(qū)段時所制備的氧化鋅玻璃具有綠色或白色熒光特性。四附圖說明圖I是依據(jù)本實施方式所制備的納米氧化鋅晶體的吸收光譜圖(上)和氧化鋅玻璃的透射光譜圖(下)；樣品的燒制溫度為500攝氏度。圖2是依據(jù)本實施方式所制備的氧化鋅玻璃的熒光光譜圖；實線代表在500攝氏度下燒制的氧化鋅玻璃的熒光光譜圖，虛線代表在800攝氏度下燒制的氧化鋅玻璃的熒光光譜圖。圖3是依據(jù)本實施方式所制備的氧化鋅玻璃的色度坐標圖。五具體實施例方式取一片硅酸鹽玻璃板，洗凈干燥后，將直徑小于100納米的鋅粉均勻地撒在硅酸鹽玻璃板上，然后將撒有鋅粉的硅酸鹽玻璃板導入加熱爐中，爐溫定在500攝氏度，加熱時間為20小時。熱處理完畢后，讓加熱爐在空氣中冷卻到室溫后，取出硅酸鹽玻璃板。用掃描電子顯微鏡對所制備的納米氧化鋅晶體進行形貌分析，發(fā)現(xiàn)氧化鋅晶體呈納米棒形狀或納米線形狀。用透射電子顯微鏡對所制備的納米氧化鋅晶體進行分析，發(fā)現(xiàn)氧化鋅晶體的晶格具有六角密堆結(jié)構(gòu)。圖I是依據(jù)本實施方式所制備的納米氧化鋅晶體的吸收光譜圖(上)和氧化鋅玻璃的透射光譜圖(下)。有圖I可以看出，納米氧化鋅晶體可吸收波長小于375納米的紫外光，而由此所制成的氧化鋅玻璃在整個可見光區(qū)的光是透明的。其它參數(shù)不變，改變燒制溫度為800攝氏度，制成800攝氏度下燒制的氧化鋅玻璃。用掃描電子顯微鏡對所制備的納米氧化鋅晶體進行形貌分析，發(fā)現(xiàn)氧化鋅晶體呈四足納米針或多足納米針的幾何形狀。分別測試在500和800攝氏度下燒制的氧化鋅玻璃的熒光譜，發(fā)現(xiàn)在不同溫度下燒制的氧化鋅玻璃的熒光譜不同。圖2是依據(jù)本實施方式所制備的氧化鋅玻璃的熒光光譜圖；實線代表在500攝氏度下燒制的氧化鋅玻璃的熒光光譜圖，虛線代表在800攝氏度下燒制的氧化鋅玻璃的熒光光譜圖。由圖2可以看出，納米氧化鋅可發(fā)出波長位于380納米的紫光和波長位于500納米左右的綠光，其中紫光和綠光之間的相對強度是受材料燒結(jié)溫度決定。若燒結(jié)溫度高，則綠光強紫光弱；反之則綠光弱紫光強。用色度分析儀對氧化鋅玻璃材料進行色度分析。圖3是依據(jù)本實施方式所制備的氧化鋅玻璃的色度坐標圖。由圖3可見，本實施方案所制備的氧化鋅玻璃的色度坐標從藍光區(qū)變換到綠光區(qū)。逐步在500至1500攝氏度之間改變燒結(jié)溫度，分別逐個測量所燒制的氧化鋅玻璃的色度坐標，發(fā)現(xiàn)所得到的色度坐標的變化范圍局限于如圖3中橢圓所示的區(qū)間。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種熒光顏色可調(diào)的氧化鋅玻璃，其特征在于所述的氧化鋅玻璃含有玻璃組分和納米氧化鋅組分。

【技術特征摘要】
1.一種熒光顏色可調(diào)的氧化鋅玻璃，其特征在于所述的氧化鋅玻璃含有玻璃組分和納米氧化鋅組分。2.如權(quán)利要求I所述的氧化鋅玻璃，其特征在于納米氧化鋅組分的質(zhì)量占復合材料質(zhì)量的比例在百萬分之一至百分之五十之間。3.如權(quán)利要求I所述的氧化鋅玻璃，其特征在于(a)能夠有效地吸收波長小于375納米的紫外光；(b)在400-1100納米波段范圍內(nèi)的透射率大于50% ；(c)在紫外光作用下能發(fā)射藍色或綠色或白色熒光，其熒光峰位和顏色由材料的燒制溫度決定。4.如權(quán)利要求I或2或3所述的氧化鋅玻璃，其結(jié)構(gòu)特征在于(a)其中的納米氧化鋅組分具有晶體的性質(zhì)而其中的玻璃組分具有非晶體的性質(zhì)；(b)其中的納米氧化鋅組分分布在玻璃介質(zhì)中或分布在玻璃介質(zhì)表面上。5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的氧化鋅玻璃，其特征在于制備步驟包括但不限于(a)將細小的鋅粉均勻分布在玻...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孫玉強，翟保改，馬青蘭，黃遠明，
申請(專利權(quán))人：常州大學，
類型：發(fā)明
國別省市：