[发明专利]无机铝酸盐发光微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料、照明工程技术领域，涉及一种发光材料以及其制备方法，尤其涉及无机铝酸盐发光微晶玻璃及其制备方法。该发光材料可应用于半导体发光二极管(LED)。

背景技术

随着光电子技术的飞速发展，发光材料在发光装置和显示装置中的应用越来越广泛。目前在照明装置和显示装置中应用的发光材料主要为荧光粉，但是在实际应用过程中发现：荧光粉存在易老化、稳定性不高等问题，大大降低了照明装置和显示装置的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中荧光粉易老化、稳定性不高等问题，而提供一种在蓝光范围内具有较宽的激发谱、发光色度纯、物化性质稳定的无机铝酸盐发光微晶玻璃。

本发明进一步要解决的技术问题在于提供一种成本低廉、制备工艺简单的无机铝酸盐发光微晶玻璃的制备方法。

本发明采用以下技术方案来解决上述问题：一种无机铝酸盐发光微晶玻璃，为以下化学式的物质：X SrO-Y Al₂O₃-Z SiO₂-R Pr₂O₃，其中X、Y、Z、R为摩尔份数，取值分别为25≤X≤40，25≤Y≤40，25≤Z≤50，0.1≤R≤2。

所述X、Y、Z、R的取值分别优选为30≤X≤40，30≤Y≤40，35≤Z≤45，0.1≤R≤1。

无机铝酸盐发光微晶玻璃的制备方法是：以碳酸锶、氧化铝、二氧化硅和氧化镨为原料，将上述原料研磨混合后，在1550-1650℃下熔融并成型制成玻璃，然后在还原气氛下，于800-1150℃下对该成型制成的玻璃进行热处理8-12h，获得无机铝酸盐发光微晶玻璃。

所述原料中，碳酸锶、氧化铝、二氧化硅和氧化镨的量是按照化学式XSrO-Y Al₂O₃-Z SiO₂-R Pr₂O₃所对应元素的摩尔份数来称取的，其中25≤X≤40，25≤Y≤40，25≤Z≤50，0.1≤R≤2。

无机铝酸盐发光微晶玻璃的制备方法中，将所有原料研磨混合后，在1580-1620℃温度下熔融，接着将熔融的原料浇注成型制成玻璃，然后在还原气氛下，于950-1100℃下对该成型制成的玻璃进行热处理9-10h，获得无机铝酸盐发光微晶玻璃。

所述碳酸锶、氧化铝、二氧化硅的纯度不低于分析纯，所述氧化镨的纯度不低于99.95％。

所述的还原气氛选择为氢气、氢气和氮气的混合气体或一氧化碳气体所形成的气氛。

所述的还原气氛还可以指反应体系中有炭存在的气氛。

本发明采用掺杂稀土离子--镨离子的方式，制备出一种新型的发光微晶玻璃，由于稀土离子特殊的4f电子结构，稀土镨离子掺杂的玻璃具有良好的荧光特性，并且具有发光色度纯、物化性质稳定等优点。本发明的发光微晶玻璃还是一种晶态和非晶体的结合体，不但具有发光晶体的发光性能，而且具有玻璃的稳定性，可以大大提高器件的发光稳定性。本发明所获得的材料在425-475nm具有宽的激发光谱，适合于蓝光LED芯片的激发，在480-510nm获得蓝绿色的光；该发光微晶玻璃被应用于荧光设备和半导体照明等领域。

本发明的制备方法中，工艺步骤简单、工艺条件稳定可靠，应用广泛。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例1的激发光谱；

图2为本发明实施例1的发射光谱；

图3为本发明实施例2的激发光谱；

图4为本发明实施例2的发射光谱；

图5为本发明实施例3的激发光谱；

图6为本发明实施例3的发射光谱；

图7为本发明实施例5的激发光谱；

图8为本发明实施例5的发射光谱。

具体实施方式

实施例1

称量碳酸锶19.52g、氧化铝10.11g、二氧化硅5.95g和氧化镨0.22g，将上述原料通过球磨或者碾钵研磨，获得均匀的粉体。将研磨好的原料装入氧化铝坩埚，置于1600℃下保温30min，原料变成熔融状态，将熔融的原料倒到不锈钢钢板上，淬冷成型，制得玻璃。将成型后的玻璃置于氢气还原气氛中于1100℃下热处理8h，获得40SrO-30Al₂O₃-30SiO₂-0.2Pr₂O₃微晶发光玻璃。