[發明專利]一種稀土離子摻雜的玻璃陶瓷組合物

有效

• 申請號: 201410568330.0
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104355539B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 曹煒
• 申請（專利權）人: 曹煒
• 主分類號: C03C4/12
• 分類號: C03C4/12;C03C3/068
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 侯桂麗

技術領域

本發明涉及一種玻璃陶瓷組合物，尤其是一種可應用于光學玻璃的稀土離子摻雜的玻璃陶瓷組合物及其應用。

背景技術

隨著信息技術及光電技術的飛速發展，無機發光材料的特殊性能日益受到人們的重視，其存在形態有多晶粉末、單晶、薄膜、陶瓷、玻璃等。由于玻璃具有均勻、透明、易于加工成各種形狀的優點，而且可以進行較高濃度的摻雜，因此逐漸成為無機發光的良好基質材料，其用途也越來越廣泛。

光源通常分為放電燈和固態燈，在固態燈中，熱輻射器在通用照明和汽車應用中占主導地位，例如鹵素燈。另外，發光輻射器形式的固態光源，例如無機發光二極管(LED)一種常見的形式。

LED具有諸多優異的性能，其可以將電能直接轉化為光能，因此具有較高的效率，體積小，而且擁有多種不同顏色，因此成為一種廣泛應用的發光材料。

稀土離子由于其特殊的4f電子結構而具有良好的熒光特性，如發光色度純、物化性質穩定、轉換效率高等。近年來，稀土離子摻雜的新型發光玻璃成為開發和研究的熱點，其應用覆蓋了熒光設備、激光、光纖放大器、白光LED等領域。其中，由于稀土Eu²⁺的基態能級是4f7(8S7/2)，在紫外到紅外光波段，Eu²⁺均可以被激發，所以關于Eu²⁺摻雜無機非金屬材料的發光性能，國內外很多學者都進行了大量的基礎研究；再有，以B₂O₃-SiO₂體系為基質的稀土光學玻璃具有較高的化學強度、良好的介電性、較高的化學穩定性以及優異的稀土離子溶解能力，是目前人們研究稀土光學玻璃的主要系統。

目前，采用單一稀土離子對硼硅酸玻璃的發光性能的研究較為普遍，然而，很少有文獻報道可利用多種稀土離子的組合來研究其對硼硅酸玻璃的發光性能的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀土離子摻雜的玻璃陶瓷組合物，該稀土離子摻雜的玻璃陶瓷組合物完全適合于以較高水平摻雜稀土離子，從而使其能夠獲得盡可能有利于來自冷光源(LED或放電燈)的光的轉換的發光性能，該稀土離子摻雜的玻璃陶瓷組合物制成的玻璃陶瓷基板具有高反射率且玻璃相的結晶率低。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種稀土離子摻雜的玻璃陶瓷組合物，該組合物包含30～40質量％的硼硅酸鎂玻璃粉末、30～50質量％的氧化鋁填料粉末、10～30質量％的Y₂O₃和10-15質量％的稀土離子，所述硼硅酸鎂玻璃粉末以氧化物換算含有40～70質量％SiO₂、8～25質量％B₂O₃、5～30質量％Al₂O₃、20～30質量％MgO。

本發明中的硼硅酸鎂玻璃粉末的含量為30～40質量％，例如可以是30質量％、31質量％、32質量％、33質量％、34質量％、35質量％、36質量％、37質量％、38質量％、39質量％、40質量％，優選為32～38質量％，進一步優選為35質量％。

本發明中的氧化鋁填料粉末的含量為30～50質量％，例如可以是30質量％、32質量％、35質量％、38質量％、40質量％、45質量％、48質量％、50質量％，優選為35～45質量％，進一步優選為35質量％。

本發明中的Y₂O₃的含量為10～30質量％，例如可以是10質量％、12質量％、15質量％、18質量％、20質量％、22質量％、25質量％、28質量％、30質量％，優選為12～25質量％，進一步優選為15質量％。

本發明中的稀土離子為10-15質量％，例如可以是10質量％、11質量％、12質量％、13質量％、14質量％、15質量％，優選為12-15質量％，進一步優選為15質量％。

在本發明的優選改進方案中，所述組合物包含32～38質量％的硼硅酸鎂玻璃粉末、35～45質量％的氧化鋁填料粉末、12～25質量％的Y₂O₃和12-15質量％的稀土離子，所述硼硅酸鎂玻璃粉末以氧化物換算含有48～68質量％SiO₂、10～20質量％B₂O₃、10～25質量％Al₂O₃、22～28質量％MgO。