ガラスの結晶化制御による蓄光型長残光性蛍光材料の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555167
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 三浦 嘉也 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (80032952)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 難波 徳郎 岡山大学, 環境理工学部, 助教授 (80218073)
• Keywords: 長残光性蛍光材料 / 透明結晶化ガラス / 希土類イオン / アルカリ土類アルミン酸塩 / オケルマナイト / 還元熱処理

Research Abstract

研究自的と計画
ガラスを熱処理して透明な長残光性蛍光ガラスセラミックスを作製するためにマトリックスガラス中に希土類イオン含有させてアルカリ土類アルミン酸塩系結晶を析出させた透明な長残光性蛍光材料の作製を試みる。種々の光学特性を評価するとともに光センサー,光メモリー,太陽光集光素子など新しい機能性光学材料として応用の可能性を検討する。
本年度の研究結果
(1)Eu^<2+>,Dy^<3+>を含有したSr-Akermanite(Sr_2MgSi_2O_7)結晶が析出した透明ガラスセラミツクスを作製するために37.2SrO・19MgO・38SiO_2・5B_2O_3;0.4Eu_2O_3+0.4Dy_2O_3ガラスを結晶化させた。結晶化熱処理に先立ち析出させたい結晶の粉末を種結晶として溶媒中に懸濁させそこへ浸漬したガラス試料表面にマイクロ波を所定時間照射(UST処理)した後,水素還元下で結晶化を試みた。この方法でSr-Akermanite結晶が析出したガラスセラミックスを作製することができたが残光特性はガラス質部分では認められなかったので多結晶体より特性は劣るもののほぼ透明なものが作製できた。また励起にはカルシウムアルミネート系のように紫外光を必要とせず可視光で可能であった。残光性・蛍光強度・透明性に関してガラス組成と熱処理条件の最適化が今後の課題として残った。
(2)Eu^<2+>+Nd^<3+>イオン含有カルシウムアルミネート結晶系透明ガラスセラミックス関しては組成を51CaO・42Al_2O_3・7SiO_2;0.5Eu_2O_3+1Nd_2O_3としてガラスを作製し2%H_2+Arの還元雰囲気下で熱処理したところ,長残光蛍光特性に優れるCaAl_2O_4結晶が優先的に析出したガラスセラミックスが得られ同時にEuは2価に還元された。CaAl_2O_4結晶が優先析出したガラスセラミックスは大きな蛍光強度を示すものの長残光特性は,特性の劣るCa_2Al_2SiO_7結晶が析出したガラスセラミックスより劣っていた。このことから蛍光と残光は異なるメカニズムで起こることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 井上輝英, 中島瑞穂, 難波徳郎, 三浦嘉也: "長残光性透明ガラスセラミックスの作製における超音波前処理効果"岡山大学環境理工学部研究報告. 第7巻, 第1号. 113-118 (2002)