[发明专利]一种黄绿色发光玻璃陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种黄绿色发光玻璃陶瓷材料。本发明还涉及一种黄绿色发光玻璃陶瓷材料的制备方法。

背景技术

随着半导体照明技术(LED)的发展，被期望作为能实现低功耗、长寿命，高光效和高显色性的下一代发光器件，尤其是现在已经商业化了的将半导体发光元件和无机发光材料结合起来用于发光器件的技术方案已经引起了广泛的关注，为此已经进行了大量的研究和开发。通常，作为发光元件发射的初级光，使用的是从短波长紫外光到蓝光，然后通过初级光激发波长转换材料发射长波长的可见光从而组合成白光。

这种用于从短波长到长波长转换的发光材料通常是以粉体为主的发光材料。因此在使用的时候必须配合有机物(硅胶或者环氧树脂)。目前商业化的大部分白光LED照明器件采用的是蓝光LED芯片配合受蓝光激发能够发出黄光或绿、橙光的荧光粉。这类荧光粉具有较高的发光效率，并且制备方法成熟。但是，这种方法制作的光源器件具有以下缺陷：(1)用于封装的环氧树脂易老化，器件寿命降低；(2)工艺复杂，成本较高；(3)色坐标不稳定，白光易漂移等。

相比于粉体材料，在蓝光或者紫外光激发下能够实现发光的玻璃陶瓷则具有显著的优点：(1)具有良好的透光性；(2)良好的化学稳定性和热稳定性；(3)制备工艺简单，成本低廉；(4)容易制成大块及不同形状；(5)可以替代环氧树脂，由于这些特点，能够实现高性能发光的玻璃非常适合作为LED照明领域的发光介质材料。但是，受到玻璃制备条件和玻璃结构的限制，很多发光活性离子在玻璃中发光强度很弱，甚至不发光。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种黄绿色发光玻璃陶瓷材料，其化学通式为：aCaO-bMgO-cSiO₂-dEu₂O₃；其中，a、b、c、d为摩尔份数且a+b+c＝100；a、b、c、d的取值范围分别为：30≤a≤50、10≤b≤30、30≤c≤50、0.1≤d≤1；优选，a、b、c、d的取值范围分别为：40≤a≤50、20≤b≤30、35≤c≤45、0.3≤d≤0.5。

本发明的另一目的在于提供一种黄绿色发光玻璃陶瓷材料的制备方法，制备流程如下：

步骤S1、按照化学通式aCaO-bMgO-cSiO₂-dEu₂O₃中各组分摩尔数，称取CaO的源化合物、MgO的源化合物、SiO₂的原料、以及Eu₂O₃的源化合物，混合、研磨成混合粉体；其中，a、b、c、d为摩尔份数且a+b+c＝100；a、b、c、d的取值范围分别为：30≤a≤50、10≤b≤30、30≤c≤50、0.1≤d≤1；

步骤S2、将所述混合粉体置于1100～1300℃下预煅烧处理1～6h，然后冷却至室温、研磨；

步骤S3、还原气氛下，将上述预煅烧后的混合粉体再次置于1200～1300℃下还原处理2～4h，然后冷却至室温；

步骤S4、往上述还原过后的混合粉体中加入1％～5％(重量)的澄清剂Sb₂O₃，混合、研磨后于1500～1650℃下保温熔融1～4h，然后将熔化的玻璃熔液快速倒入预热温度为200～500℃的铜材质模具中成形，得到玻璃前躯体；

步骤S5、将所述前驱玻璃退火处理后再进行晶化处理，得到所述黄绿色发光玻璃陶瓷材料。

优选，a、b、c、d的取值范围分别为：40≤a≤50、20≤b≤30、35≤c≤45、0.3≤d≤0.5。

上述步骤S5中，所述退火处理的温度为400`700℃，退火保温时间为2～4小时；所述晶化处理包括：还原气氛下，800℃～1300℃下保温1～10小时的晶化处理。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明所提供的黄绿色发光玻璃陶瓷材料在紫外到蓝光区有强的宽带激发谱，并且在紫外光或者蓝光的激发下可以发射强的黄绿光。

附图说明

图1为本发明黄绿色发光玻璃陶瓷材料的制备工艺流程图；

图2为实施例6的黄绿色发光玻璃陶瓷材料的发射光谱图和激发光谱图，其中，曲线a-激发谱；曲线b-发射谱。

具体实施方式