[发明专利]一种玻璃陶瓷物质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃陶瓷物质及其制备方法，尤其涉及一种可应用于光学玻璃的玻璃陶瓷物质及其制备方法。

背景技术

随着信息技术及光电技术的飞速发展，无机发光材料的特殊性能日益受到人们的重视，其存在形态有多晶粉末、单晶、薄膜、陶瓷、玻璃等。由于玻璃具有均匀、透明、易于加工成各种形状的优点，而且可以进行较高浓度的掺杂，因此逐渐成为无机发光的良好基质材料，其用途也越来越广泛。

光源通常分为放电灯和固态灯，在固态灯中，热辐射器在通用照明和汽车应用中占主导地位，例如卤素灯。另外，发光辐射器形式的固态光源，例如无机发光二极管(LED)一种常见的形式。

LED具有诸多优异的性能，其可以将电能直接转化为光能，因此具有较高的效率，体积小，而且拥有多种不同颜色，因此成为一种广泛应用的发光材料。

稀土离子由于其特殊的4f电子结构而具有良好的荧光特性，如发光色度纯、物化性质稳定、转换效率高等。近年来，稀土离子掺杂的新型发光玻璃成为开发和研究的热点，其应用覆盖了荧光设备、激光、光纤放大器、白光LED等领域。

目前，针对稀土离子对硼硅酸玻璃的发光性能的研究较为普遍，然而，很少有文献报道可利用含有稀土离子的氧化陶瓷与玻璃材料进行组合来研究玻璃陶瓷物质的发光性能等，而且，现有的玻璃陶瓷制备方法多采用熔融来进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃陶瓷物质及其制备方法，该玻璃陶瓷制备得到的玻璃陶瓷完全适合于以较高水平掺杂稀土离子，从而使其能够获得尽可能有利于来自冷光源(LED或放电灯)的光的转换的发光性能，该玻璃陶瓷制备方法制成的玻璃陶瓷基板具有高反射率且玻璃相的结晶率低，发光性能优异。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种玻璃陶瓷物质的制备方法，包括如下步骤：

(1)按如下配比进行原料的配制：30-40质量％的玻璃材料、30-50质量％的氧化陶瓷粉末、10-30质量％的碱土金属氧化物；

(2)在650-700℃对上述玻璃陶瓷进行第一次热处理，在680-750℃进行第二次热处理，在700-750℃进行第三次热处理而获得。

本发明的步骤(1)中，对于原料的配制，本发明中的玻璃材料的含量为30～40质量％，例如可以是30质量％、31质量％、32质量％、33质量％、34质量％、35质量％、36质量％、37质量％、38质量％、39质量％、40质量％，优选为32～38质量％，进一步优选为35质量％。

本发明中的氧化陶瓷粉末的含量为30～50质量％，例如可以是30质量％、32质量％、35质量％、38质量％、40质量％、45质量％、48质量％、50质量％，优选为35～45质量％，进一步优选为35质量％。

本发明中的碱土金属氧化物的含量为10～30质量％，例如可以是10质量％、12质量％、15质量％、18质量％、20质量％、22质量％、25质量％、28质量％、30质量％，优选为12～25质量％，进一步优选为15质量％。

在本发明的优选改进方案中，所述制备方法的原料配比可以包含32～38质量％的玻璃材料、35～45质量％的氧化陶瓷粉末、12～25质量％的碱土金属氧化物。

在本发明的另一个优选改进方案中，步骤(1)中，所述的玻璃材料以氧化物换算含有8-20质量％B₂O₃、15-25质量％La₂O₃、10-20质量％SiO₂、5-10质量％Al₂O₃、10-15质量％MgO和12-25质量％ZrO₂。

本发明中步骤(1)的氧化陶瓷粉粉末为BaRek₂Ti₄O₁₂的氧化陶瓷；其中，稀土金属Rek为Ce、Eu、Ho、Tm、Tb、Dy或Yb中的任意一种或至少两种的混合物，优选地，所述稀土离子为Ce/Eu、Ho/Tm/Yb或Tb/Dy中的任意一种混合物。

本发明中步骤(1)的碱土金属氧化物为三氧化二铝、氧化镁、氧化钙、氧化锶或氧化钡中的任意一种或至少两种的混合物。