荧光玻璃-陶瓷复合材料的制备方法及复合材料技术

本发明专利技术公开了一种荧光玻璃

【技术实现步骤摘要】
荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法及复合材料


[0001]本专利技术涉及荧光材料
，更具体地，涉及一种荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法及复合材料。

技术介绍

[0002]激光照明具有LED照明所不具有的优势，激光照明的效率是LED照明的上千倍，不仅能增加照射距离，提高安全性，同时还具有体积小、结构紧凑等特点。激光显示目前已在投影行业、数字院线、舞台灯、汽车照明等多个领域进行了广泛的应用。
[0003]激光实现白光照明的方式主要有两种，一是利用激光激发荧光材料，部分激光转换成可见光，比如黄光、红光、绿光等，然后通过光色互补原理实现白光照明；二是利用红绿蓝三色激光直接复合形成白光实现照明。目前在市场上采用的大都是第一种方式实现激光照明，但是由于激光的输入能量密度要比LED的高很多，产生的热量对于普通的荧光材料和封装材料影响较大，甚至出现烧坏的现象。在荧光粉封装领域主要采用的是有机硅胶，有机硅胶存在着热导率低、稳定性差，在长时间的热量积累情况下，容易造成硅胶封装材料变黄、碳化甚至烧坏变黑，对于激光照明来说，容易造成蓝光泄露，对器件安全、人身安全造成危害。目前研究人员针对封装散热不良所主要研究的领域主要是荧光玻璃和荧光陶瓷。荧光玻璃是采用玻璃作为基质，荧光粉均匀分散在玻璃基质中；荧光陶瓷是指将氧化铝粉与荧光粉或者荧光粉的原料共烧成陶瓷，荧光陶瓷具有高的热导率、热稳定性、以及较高的力学性能和化学稳定性。
[0004]在激光照明白光应用中，主要采用YAG：Ce
3+
荧光粉作为发光材料，但是在YAG： Ce
3+
荧光粉中缺乏红光部分，从而出现显色指数/色域较低的问题。目前在无机封装中主要采用添加长波黄色荧光粉或者红色荧光粉进行封装来提升光源的显色指数。
[0005]有技术文献提到，采用烧结工艺制备多孔荧光陶瓷，然后将荧光粉与玻璃粉的混合物通过浸泡的方式将其浸入多孔荧光陶瓷中，此种方法可以解决荧光陶瓷显指低的问题，但是也存在着一些问题，首先在在烧结过程中，多孔陶瓷的开孔孔径和闭孔含量不能控制；其次将荧光陶瓷浸泡在荧光粉与玻璃粉浆液中这种方法在浸泡过程中容易出现闭气孔无法良好填充，其他开气孔由于只是浸泡的方式，荧光粉和玻璃粉不能充分浸入陶瓷开气孔中，无法保证多孔荧光陶瓷与荧光玻璃混合充分结合，从而影响荧光陶瓷的发光效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法，所述制备方法工艺条件简单易实现，采用所述制备方法制备出的荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料导热性和耐老化性能优异，且能有效提高光源的显色指数。
[0007]本专利技术采取的技术方案是：
[0008]一种荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)制作多孔荧光陶瓷：
[0010]将黄色荧光粉、氧化铝和溶剂按质量比(15～45):100:(150～250)进行混料，添加氧化铝质量2～5％的粘结剂和添加氧化铝质量5～10％的造孔剂，混合均匀，烘干，压制成型，然后按烧结制度烧制成型得到多孔荧光陶瓷，最高烧结的温度为1300℃～1500℃；
[0011](2)制备荧光粉玻璃粉混合物：
[0012]将混合荧光粉、玻璃粉、溶剂按照(40～70):100:(200～300)混合，然后离心，分离溶剂，将固体材料进行烘烤除去溶剂，得到荧光粉玻璃粉混合物，所述混合荧光粉为绿色荧光粉和红色荧光粉的混合物；
[0013](3)真空压力炉制备荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料：
[0014]将多孔荧光陶瓷放入第一耐高温器具中，密封处理；将荧光粉玻璃粉混合物放入第二耐高温器具中，然后将第一耐高温器具、第二耐高温器具均置于真空压力炉中；
[0015]用一根耐高温管一端插入第一耐高温器具中，另一端插入荧光粉玻璃粉混合物底部；
[0016]对真空压力炉进行抽真空和充入惰性气体操作，当真空压力炉内压强升至0.1Mpa或以上时开始进行加热，加热到400℃～550℃，保温20～40min，然后充入惰性气体至炉内压强为8～10MPa，保压5～30min，荧光粉玻璃粉受热后形成浆液且在惰性气体压力作用下经耐高温管流入第一耐高温器具中；
[0017]停止加热、打开真空压力炉气阀，待冷却后取出第一耐高温器具中的固体，即得到荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料。
[0018]在其中一个实施例中，所述烧结制度为：在600
±
50℃保温2～5小时，然后抽真空通入保护性气体，升温至1300℃～1500℃并保温1～3小时。进一步地，所述保护性气体为惰性气体，如氮气、氩气。
[0019]在其中一个实施例中，所述压制成型的成型压强为100MPa～250MPa。
[0020]在其中一个实施例中，所述粘结剂为聚乙烯醇和/或聚乙二醇，所述造孔剂为PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)微球或PS(聚苯乙烯)微球。
[0021]在其中一个实施例中，所述造孔剂的粒径是15～20μm。
[0022]在其中一个实施例中，所述多孔荧光陶瓷孔隙率为开气孔率为15～30％，和/或，所述多孔荧光陶瓷的闭气孔率小于3％。
[0023]在其中一个实施例中，所述混合荧光粉中绿色荧光粉和红色荧光粉的质量比为(30～65)： (5～10)。
[0024]在其中一个实施例中，所述黄色荧光粉的粒径为1～10μm；和/或，所述绿色荧光粉的粒径为5μm～15μm；和/或，所述红色荧光粉的粒径为5μm～15μm。
[0025]在其中一个实施例中，所述黄色荧光粉峰值波长是545～560nm；和/或，所述绿色荧光粉峰值波长是515nm～525nm；和/或，所述红色荧光粉峰值波长是640nm～650nm。
[0026]在其中一个实施例中，所述黄色荧光粉成分为Y3Al5O
12
：Ce
3+
和/或Lu3Al5O
12
:Ce
3+
；和/或，所述绿色荧光粉成分为Lu3Al5O
12
:Ce
3+
和/或(Ga)Al5Y3O
12
：Ce
3+
；和/或，所述红色荧光粉成分为(SrCa)AlSiN3:Eu。
[0027]在其中一个实施例中，所述玻璃粉是低温玻璃粉，玻璃化转变点在350℃～500℃之间。
[0028]在其中一个实施例中，还包括切割步骤：荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料经切割、打磨、抛
光得到荧光玻璃陶瓷片。
[0029]在其中一个实施例中，所述制备荧光粉玻璃粉混合物的步骤中还包括：在混合荧光粉、玻璃粉的混合物中加入覆镁二氧化钛包覆量子点，所述覆镁二氧化钛包覆量子点的质量为混合荧光粉质量的10～50％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制作多孔荧光陶瓷：将黄色荧光粉、氧化铝和溶剂按质量比(15～45):100:(150～250)进行混料，添加氧化铝质量2～5％的粘结剂和氧化铝质量5～10％的造孔剂，混合均匀，烘干，压制成型，然后按烧结制度烧制成型得到多孔荧光陶瓷，最高烧结的温度为1300℃～1500℃；(2)制备荧光粉玻璃粉混合物：将混合荧光粉、玻璃粉、溶剂按照(40～70):100:(200～300)混合，然后离心，分离溶剂，将固体材料进行烘烤除去溶剂，得到荧光粉玻璃粉混合物，所述混合荧光粉为绿色荧光粉和红色荧光粉的混合物；(3)真空压力炉制备荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料：将多孔荧光陶瓷放入第一耐高温器具中，密封处理；将荧光粉玻璃粉混合物放入第二耐高温器具中，然后将第一耐高温器具、第二耐高温器具均置于真空压力炉中；用一根耐高温管一端插入第一耐高温器具中，另一端插入荧光粉玻璃粉混合物底部；对真空压力炉进行抽真空和充入惰性气体操作，当真空压力炉内压强升至0.1Mpa或以上时开始进行加热，加热到400℃～550℃，保温20～40min，然后充入惰性气体至炉内压强为8～10MPa，保压5～30min，荧光粉玻璃粉受热后形成浆液且在惰性气体压力作用下经耐高温管流入第一耐高温器具中；停止加热、打开真空压力炉气阀，待冷却后取出第一耐高温器具中的固体，即得到荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料。2.根据权利要求1所述的荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述烧结制度为：在600
±
50℃保温2～5小时，然后抽真空充入保护性气体，升温至1300℃～1500℃并保温1～3小时。3.根据权利要求1所述的荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述压制成型的成型压强为100MPa～250MPa。4.根据权利要求1所述的荧光玻璃
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陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇和/或聚乙二醇，所述造孔剂为PMMA微球或PS微球。5.根据权利要求1所述的荧光玻璃
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陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述多孔荧光陶瓷的开气孔率为15～30％，和/或，所述多孔荧光陶瓷的闭气孔率小于3％。6.根据权利要求1所述的荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合荧光粉中绿色荧光粉和红色荧光粉的质量比为(30～65)：(5～10)。7.根据权利要求1所述的荧光玻璃
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陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述黄色荧光粉的粒径为1～10μm；和/或，所述绿色荧光粉的粒径为5μm～15μm；和/或，所述红色荧光粉的粒径为5μm～15μm。8.根据权利要求1所述的荧光玻璃
‑
陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：广州光联电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：