[發(fā)明專利]高濃度摻雜熒光粉的玻璃陶瓷及其制備方法和應用

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• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114538774A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 李琪;肖文戈;邱建榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C03C4/12
• 分類號: C03C4/12;C03C10/00;C03B19/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種高濃度摻雜熒光粉的玻璃陶瓷，其特征在于，

主要由YAG:Ce黃色熒光粉和LuAG:Ce綠色熒光粉其中之一與二氧化硅組成，且其中熒光粉的質量占比為30～80％。

2.應用于權利要求1所述的高濃度摻雜熒光粉的玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于，方法包括以下步驟：

1)前驅體漿料制備：加入可聚合有機粘結劑、膠體二氧化硅溶液、光聚合引發(fā)劑制備獲得包裹著熒光粉的二氧化硅玻璃前驅體漿料；

2)除泡：將包裹著熒光粉的二氧化硅玻璃前驅體漿料放入真空干燥箱中連續(xù)抽真空一段時間；

3)固化成型：將步驟2)獲得的前驅體漿料倒入模具中，然后將模具放置在燈下照射進行固化成型，得到熒光玻璃陶瓷胚體；

4)低溫排脂：將步驟3)中的熒光玻璃陶瓷胚體放入高溫爐中，加熱到500～800℃，在空氣中保溫3～20小時，使熒光玻璃陶瓷胚體內部的有機物充分排出，獲得包裹著熒光粉的多孔二氧化硅玻璃前驅體；

5)高溫燒結：將4)中得到的包裹著熒光粉的多孔二氧化硅玻璃前驅體放入高溫管式爐中進行致密化燒結0.5～6h，從而得到致密化的熒光玻璃陶瓷。

3.根據(jù)權利要求2所述的高濃度熒光粉的玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于：

所述步驟1)具體為：

首先將可聚合有機粘結劑加入溶劑后在常溫下磁攪拌2～20分鐘，然后在磁攪拌下加入膠體二氧化硅溶液，形成混合物；

接著在混合物變得澄清透明后，將混合物在40～100℃的干燥箱中保存1～10小時，使溶劑完全蒸發(fā)；

然后在蒸發(fā)后混合物中加入光聚合引發(fā)劑，超聲10～60分鐘，直到混合物變得透明；

最后再加入熒光粉并充分攪拌獲得包裹著熒光粉的二氧化硅玻璃前驅體。

4.根據(jù)權利要求3所述的高濃度熒光粉的玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于：

所述的可聚合有機粘結劑、膠體二氧化硅溶液、光聚合引發(fā)劑的質量比例為25～50：50～75：0.1～1。

5.根據(jù)權利要求2所述的高濃度熒光粉的玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于：

所述步驟1)中的可聚合有機粘合劑為小分子丙烯酸酯，如單丙烯酸酯和/或二丙烯酸酯和/或三丙烯酸酯中的至少一種。

6.根據(jù)權利要求2所述的高濃度摻雜熒光粉的玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于：

所述步驟1)的膠體二氧化硅溶液中，二氧化硅固含量不小于40％且平均粒徑小于30nm，且二氧化硅表面經(jīng)改性處理，改性處理種類為甲基丙烯酸型活性改性；所用溶劑為脂肪族醇、酯、酮、醚或者二甲基甲酰胺的溶劑。

7.根據(jù)權利要求2所述的高濃度摻雜熒光粉的玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于：

所述步驟1)中的光聚合引發(fā)劑，通過提供光引發(fā)至少一種可聚合有機粘結劑的聚合，從而形成固體粘結劑基質。

8.根據(jù)權利要求2所述的高濃度摻雜熒光粉的玻璃陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中，燒結的工藝條件為在950～1150℃和體積比N₂:H₂＝95:5氛圍下進行還原的條件。

9.一種高濃度摻雜熒光粉的玻璃陶瓷，其特征在于，采用權利要求1-8任一所述方法制備獲得。

10.采用權利要求9所述玻璃陶瓷的應用，其特征在于，在基于大功率、高亮度的激光照明領域的應用。