[發(fā)明專利]一種表面光陷阱結(jié)構(gòu)增強發(fā)光的熒光陶瓷及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810339102.4
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108530070A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡松;周國紅;張蕓莉;李宏書;王士維
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/505
• 分類號: C04B35/505;C04B35/10;C04B35/50;C04B35/622;C04B35/638;B33Y10/00;C09K11/77
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

1.一種表面光陷阱結(jié)構(gòu)增強發(fā)光的熒光陶瓷，其特征在于，所述熒光陶瓷表面構(gòu)筑有有序排列的微結(jié)構(gòu)光陷阱，所述微結(jié)構(gòu)光陷阱為圓錐體；

所述圓錐體的參數(shù)包括：10μm≤φ≤100μm，8.6μm≤h≤100μm，10μm≤L≤150μm， 0＜θ≤60^°，其中，φ為圓錐體的底面直徑，h為圓錐體的高，L為相鄰圓錐體底面圓心之間的距離，θ為圓錐體的母線與高之間夾角的2倍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光陶瓷，其特征在于，30μm≤φ≤80μm，26μm≤h≤100μm，20μm≤L≤100μm，30 ^o≤θ≤60^o。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光陶瓷，其特征在于，所述熒光陶瓷為稀土摻雜透明陶瓷，優(yōu)選為YAG:Ce陶瓷、Al₂O₃/YAG:Ce陶瓷、Al₂O₃:Tb陶瓷、Lu₂O₃:Ce陶瓷、Y₂O₃:Ce陶瓷、LuAG:Ce陶瓷中的一種。

4.一種如權(quán)利要求1-3中任一項所述的表面光陷阱結(jié)構(gòu)增強發(fā)光的熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，包括：

將陶瓷粉體和光敏樹脂混合后，得到陶瓷漿料；

采用3D打印技術(shù)按照熒光陶瓷的微結(jié)構(gòu)光陷阱的參數(shù)設(shè)計的模型進行逐層打印，得到陶瓷生坯；

將所得陶瓷生坯經(jīng)脫脂、燒結(jié)和退火，得到所述表面光陷阱結(jié)構(gòu)增強發(fā)光的熒光陶瓷。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷粉體為稀土摻雜透明陶瓷粉體，優(yōu)選為YAG:Ce粉體、Al₂O₃/YAG:Ce粉體、Al₂O₃:Tb粉體、Lu₂O₃:Ce粉體、Y₂O₃:Ce粉體、LuAG:Ce粉體中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述光敏樹脂包含環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、光引發(fā)劑、觸變劑和活性稀釋劑，各組分質(zhì)量百分比之和為100wt%；優(yōu)選包含50～65wt%環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、4～8wt%環(huán)氧樹脂、4～6wt%光引發(fā)劑、2～5wt%觸變劑和10～20wt%活性稀釋劑，各組分質(zhì)量百分比之和為100wt%。

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷粉體占陶瓷粉體和光敏樹脂總質(zhì)量的50～82wt%，優(yōu)選為75～80wt%。

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述逐層打印的參數(shù)包括：單層厚為0.01～0.1 mm；紫外光的波長380～410nm；光照強度為2～15 mW/cm²。

9.根據(jù)權(quán)利要求4-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述脫脂的溫度為800～1100℃，升溫速率為0.01～0.5℃/min，保溫時間為1～5小時。

10.根據(jù)權(quán)利要求4-9中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)的溫度為1600～1880℃，時間為3～20小時，真空度不高于10^-3Pa。

11.根據(jù)權(quán)利要求4-10中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述退火的溫度為1400～1600℃，時間為4～20小時。