一种硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷的制备方法，属于陶瓷生产技术领域。该硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷的加工方法包括以下步骤：配制YAG:Ce3+前驱体—制备YAG荧光粉—加玻璃配合料和Al2O3研磨均匀—烧结—冷却。该发明专利技术的玻璃陶瓷工艺简单，可以广泛用于交通信号灯、大屏幕显示屏、背光灯等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种陶瓷及其制备方法，特别涉及一种硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷的制备方法，属于陶瓷生产

技术介绍
玻璃陶瓷是玻璃在催化剂或晶核形成剂作用下结晶而成的多晶的新型硅酸盐材料，为晶相和残余玻璃相组成的质地致密、无孔、均匀的混合体，通常晶体的大小可自纳米至微米级，晶体数量可达50%?90%，具有高机械强度、低电导率、高介电常数、良好的机械加工性能、耐化学腐蚀性、热稳定性、热膨胀性能可调、耐热冲击、低介电损耗等优越性能，被广泛用于机械制造、光学、电子与微电子、航天航空、化学、工业、生物医药及建筑等领域。从第一代的白炽灯、卤钨灯等热辐射光源发展到以日光灯、荧光灯为代表的第二代，乃至以汞灯钠灯、金属卤化物灯为代表的第三代气体放电光源，都离不开钨丝和汞蒸汽，它们不仅能耗大、寿命短，而且含有金属汞，对环境有一定的污染，在全球性的能源短缺和环境污染问题日益突出的形势下，绿色节能照明技术的研究应用越来越受到重视。与常见光能相比较，半导体发光二极管器件具有省电、体积小、发热量低、寿命长、响应快、抗震耐冲、可回收、无污染、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点，已广泛用于交通信号灯、大屏幕显示屏、背光灯、汽车用灯、特种照明和城市照明等领域，被认为是21世纪最有价值的新光源。YAG玻璃陶瓷，可以使得YAG荧光粉均匀分布在耐热性能优良的玻璃材料中，具有规模生产、提高光效和色温空间均匀性，同时降低光衰的潜在优势。中国专利技术“玉晶玻璃陶瓷”，申请号201110026125.8公开了一种色泽晶莹，美白似玉，有半透光特点的玻璃陶瓷，但是烧结温度高，能耗大。硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷 传统制备玻璃陶瓷的方法，制备温度高达1500-165(TC，能源消耗量大，不利于环保，现阶段制备玻璃陶瓷主要在芯片表面涂覆荧光粉和有机树脂或硅胶混合体，荧光粉性能劣化，产生光色参数衰变，如何克服现有玻璃陶瓷加工过程中存在的问题，制备较大荧光强度的玻璃陶瓷具有重要的实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有玻璃陶瓷加工技术的不足，提供一种硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷及其制备方法，该陶瓷工艺简单，可以广泛用于交通信号灯、大屏幕显示屏、背光灯等。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷的制备方法，包括如下步骤: (I)制备YAG:Ce3+前驱体:将Y 203与浓硝酸混合缓慢加热至Y 203完全溶解溶液澄清，配制成浓度为I mol/L的金属离子溶液，另分别将硝酸铝、硝酸铈两种硝酸盐也配置成浓度为Imo I /L的金属离子溶液，按照化学计量比nY:n Ce:n A1=2.94:0.06:5 (即硝酸宇乙29.4 mL、硝酸铈0.6mL、硝酸铝50 mL)的比例混合3种溶液。配制混合沉淀剂100 mL,其组成为NH3.H2O 2 mol/L和NH4HCO3 2 mol/L各50 mL，将3种金属离子混合溶液用分液漏斗以3mL /min的流速匀速加入30°C恒温的混合沉淀剂中不断剧烈搅拌滴加过程注意用氨水调剂PH值为6.5左右滴加结束后继续搅拌2 h，陈化12 h ;倾滗上层清液离心分离后将沉淀前驱物经去离子水清洗4次、乙醇再清洗3次，平均每次的洗涤时间均为5 min，最后放入120的烘箱中恒温12 h，粉碎研磨得YAG:Ce3+前驱体； (2)将干燥好的沉淀前驱体装入刚玉坩埚在80%N2-20%H2还原气氛下以6°C /min速率升温烧结，随炉冷却后酸洗，水洗后烘干，制成YAG荧光粉； (3)在质量比为28.6% H3BO3^ 53.4% Na2COjP 18.0% S1 2分析纯玻璃配合料中加一定量的的Al2O3和YAG = Ge 3+前驱体，研磨至材料混合均匀； (4)将混合材料装入容量为50ml的刚玉坩埚，加盖放入气氛电阻保护炉中，升温烧结，浇铸成形后样品在马弗炉中550°C退火3 h，随炉冷却至室温。步骤(I)所述采用化学共沉淀法制备YAG:Ce3+前驱体； 步骤(2)所述采用1400°C保温4 h ； 步骤(3)所述使用Al2O3和YAG = Ge 3+前驱体含量分别为初始混合材料质量的11.5%和34.6% ； 步骤(4)所述采用1300°C保温3 h。经过反复试验和深入研究，所制备的硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷使用Al2O3和YAG = Ge3+前驱体含量分别为初始混合材料质量的11.5%和34.6%，玻璃陶瓷荧光强度达到最大值^Al2O3-S12玻璃成分中添加适当比例的B2O3和Na 20，以及采用共沉淀法制得YAG = Ge3+前驱体，使得玻璃基质的熔化温度与YAG = Ge 3+前驱体转换为YAG荧光晶体温度区域一致，且降低了 YAG玻璃陶瓷的成型温度。本专利技术的有益效果是: 该硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷具有较大的荧光强度，且煅烧的温度降低。【具体实施方式】下面通过实例对本专利技术做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本专利技术，并不限制本专利技术的范围； 实施例1 一种硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷的制备方法:其步骤为: (I)采用化学共沉淀法制备YAG:Ce3+前驱体:将Y 203与浓硝酸混合缓慢加热至Y 203完全溶解溶液澄清，配制成浓度为I mol/L的金属离子溶液，另分别将硝酸铝、硝酸铈两种硝酸盐也配置成浓度为I mol /L的金属离子溶液，按照化学计量比nY:n Ce:n A1=2.94:0.06:5(即硝酸钇29.4 mL、硝酸铈0.6 mL、硝酸铝50 mL)的比例混合3种溶液。配制混合沉淀剂100 mL,其组成为NH3.H2O 2 mol/L和NH4HCO3 2 mol/L各50 mL，将3种金属离子混合溶液用分液漏斗以3 mL /min的流速匀速加入30°C恒温的混合沉淀剂中不断剧烈搅拌滴加过程注意用氨水调剂PH值为6.5左右滴加结束后继续搅拌2 h，陈化12 h;倾滗上层清液离心分离后将沉淀前驱物经去离子水清洗4次、乙醇再清洗3次，平均每次的洗涤时间均为5 min，最后放入120的烘箱中恒温12 h，粉碎研磨得YAG:Ce3+前驱体； (2)将干燥好的沉淀前驱体装入刚玉坩埚在80%N2-20%H2还原气氛下以6°C /min速率升温到1400°C，保温4 h，随炉冷却后酸洗，水洗后烘干，制成YAG荧光粉； (3)在质量比为28.6% H3BO3^ 53.4% Na2COjP 18.0% S1 2分析纯玻璃配合料中加一定量的的Al2O3和YAG = Ge 3+前驱体，Al 203和YAG = Ge 3+前驱体含量分别为初始混合材料质量的4.9%和37%，研磨至材料混合均匀； (4)将混合材料装入容量为50ml的刚玉坩埚，加盖放入气氛电阻保护炉中，升温(5°C/min)至1350°C，保温3 h，浇铸成形后样品在当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）采用化学共沉淀法制备YAG：Ce3+前驱体：将Y2O3与浓硝酸混合缓慢加热至Y2O3完全溶解溶液澄清，配制成浓度为1 mol/L的金属离子溶液，另分别将硝酸铝、硝酸铈两种硝酸盐也配置成浓度为1 mol /L的金属离子溶液，按照化学计量比nY：nCe：nAl=2.94：0.06：5 (即硝酸钇29.4 mL、硝酸铈0.6mL、硝酸铝50 mL)的比例混合3种溶液； 配制混合沉淀剂100 mL， 其组成为NH3· H2O 2 mol/L和NH4HCO3 2 mol/L各50 mL，将3种金属离子混合溶液用分液漏斗以3 mL /min的流速匀速加入30℃恒温的混合沉淀剂中不断剧烈搅拌滴加过程注意用氨水调剂pH值为6.5左右滴加结束后继续搅拌2 h，陈化12 h；倾滗上层清液离心分离后将沉淀前驱物经去离子水清洗4次、乙醇再清洗3次，平均每次的洗涤时间均为5 min，最后放入120 的烘箱中恒温12 h，粉碎研磨得YAG：Ce3+前驱体；   （2）将干燥好的沉淀前驱体装入刚玉坩埚在80%N2‑20% H2 还原气氛下以6℃/min速率升温烧结，随炉冷却后酸洗，水洗后烘干，制成YAG荧光粉；   （3）在质量比为28.6% H3BO3、53.4% Na2CO3和18.0% SiO2分析纯玻璃配合料中加入Al2O3和YAG:Ge3+前驱体，研磨至材料混合均匀；   （4）将混合材料装入容量为50 ml的刚玉坩埚，加盖放入气氛电阻保护炉中，升温烧结（5℃/min）至1300℃，保温3 h，浇铸成形后样品在马弗炉中550℃退火3 h，随炉冷却至室温。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝阳，
申请(专利权)人：佛山铭乾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44