【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無(wú)機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有凹凸表面大功率led用復(fù)合玻璃-陶瓷及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、白光發(fā)光二極管(wled)因其節(jié)能、高能效、長(zhǎng)壽命等優(yōu)異性能被認(rèn)為是良好的通用照明器件。將黃色y3al5o12:ce(yag:ce)熒光粉與有機(jī)樹脂共混，并與藍(lán)色發(fā)光的ingan/gan芯片結(jié)合，因其發(fā)射光譜寬、量子效率高、熱猝滅性好、化學(xué)穩(wěn)定性好而獲得白色發(fā)光。然而，由于有機(jī)樹脂或有機(jī)硅導(dǎo)熱系數(shù)低，在大功率led的高輻照度和高溫下容易變黃，熒光粉與凝膠界面的相互作用也會(huì)造成嚴(yán)重的碳化，從而降低發(fā)光效率，引起明顯的色移，縮短壽命。同時(shí)，微尺寸熒光粉層發(fā)射的高散射和反射損耗也限制了轉(zhuǎn)換效率和發(fā)光效率。yag:ce透明陶瓷由于其優(yōu)越的光學(xué)性能和導(dǎo)熱性，被開發(fā)用于提高白光led的性能。
2、文獻(xiàn)“tang?y,zhou?s,chen?c,et?al.composite?phase?ceramic?phosphor?ofal2o3-ce:yag?for?high?efficiency?light?emitting[j].optics?express,2015,23(14):17923-17928”、文獻(xiàn)“sai?q,zhao?z,xia?c,et?al.ce-doped?al2o3-yag?eutectic?and?itsapplication?for?white?leds[j].optical?materials,2013,35(12):2155-2159.”、文獻(xiàn)“sai?q,xia?c.tunable?co
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供種一種具有凹凸表面大功率led用復(fù)合玻璃-陶瓷及其制備方法，該方法通過調(diào)節(jié)不同玻璃粉粒徑的大小可以實(shí)現(xiàn)具有不同凹凸結(jié)構(gòu)的表面，從而提高透明陶瓷的提取效率，改善發(fā)射色，極大地促進(jìn)其在大功率led中的工業(yè)應(yīng)用；所制備得到的復(fù)合玻璃-陶瓷可同時(shí)具有高發(fā)光效率、高顯色指數(shù)的特點(diǎn)。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：本專利技術(shù)提供一種具有凹凸表面大功率led用復(fù)合玻璃-陶瓷，包括透明陶瓷和涂覆在透明陶瓷上的玻璃粉所形成的玻璃層；
3、所述透明陶瓷的化學(xué)式為y3-xal5o12：xce3+，其中，x為ce3+取代y3+的摩爾百分比，0.001≤x≤0.004；
4、所述玻璃粉為由質(zhì)量百分比分別為14～20wt％mgo、24～28wt％al2o3、46～49wt％sio2、3～8wt％h2bo3、3～5wt％ro所構(gòu)成的mgo-al2o3-sio2-b2o3-ro體系的低熔點(diǎn)玻璃粉，其中，r為ca、sr、ba、zn中的一種或多種。
5、優(yōu)選的，所述玻璃粉為mgo-al2o3-sio2-b2o3-zno體系的低熔點(diǎn)玻璃粉。
6、為實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)還提供上述具有凹凸表面大功率led用復(fù)合玻璃-陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
7、s1、制備透明陶瓷y3-xal5o12：xce3+；
8、s1-1、以y2o3、al2o3、ceo2作為原料粉體，按化學(xué)式y(tǒng)3-xal5o12：xce3+中對(duì)應(yīng)元素的化學(xué)計(jì)量比稱取各原料，式中，x為ce3+取代y3+的摩爾百分比，0.001≤x≤0.004；再加入原料粉體總質(zhì)量0.5-0.8wt.％mgo和0.05-0.20wt.％teos作為燒結(jié)助劑，球磨混合后得到混合漿料；
9、s1-2、將混合漿料進(jìn)行烘干、過篩，干壓成型得到素坯；
10、s1-3、將素坯放入真空燒結(jié)爐中于1740～1800℃下真空預(yù)燒結(jié)3～6h，最后進(jìn)行雙面拋光得到透明陶瓷；
11、s2、以mgo、al2o3、sio2、h2bo3、ro作為原料粉體，按照mgo-al2o3-sio2-b2o3-ro中各原料的質(zhì)量百分比稱取各原料，其中，r為ca、sr、ba、zn中的一種或多種，將各原料粉體置于瑪瑙研缽中研磨0.5～2h得到混合粉體；
12、s3、將步驟s2制備得到的混合粉體置于升降爐中于1480～1540℃下熔融0.5～2h后取出水淬，得到玻璃前驅(qū)體；
13、s4、將步驟s3制備得到的玻璃前驅(qū)體置于球磨罐中使用氧化鋯球以220～280r/min的轉(zhuǎn)速濕式球磨18～30h，干燥后經(jīng)200～500目過篩得到粒徑為2～9um的前驅(qū)玻璃粉；
14、s5、將步驟s3制備得到的前驅(qū)玻璃粉與膠水按質(zhì)量比1：(1～1.6)混合后，通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)將前驅(qū)玻璃粉涂覆在步驟s1制備的透明陶瓷上，并置于馬弗爐中以600～660℃保溫0.5～2h，得到復(fù)合玻璃-陶瓷。
15、優(yōu)選的，步驟s1-1中，球磨時(shí)間為16-22h，球磨轉(zhuǎn)速為160-220r/min
16、優(yōu)選的，步驟s1-2中，烘干溫度為50-65℃，烘干時(shí)間為12-18h，過篩目數(shù)為100-160目，干壓成型的壓力為2-8mpa。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：
18、1、本專利技術(shù)采用真空燒結(jié)法制備了高質(zhì)量的yag:ce透明陶瓷，并通過調(diào)控不同玻璃粉體粒徑大小，使其融化在yag:ce透明陶瓷上，形成具有凹凸?fàn)畹谋砻姹砻娼Y(jié)構(gòu)，改變了光的傳播，提高封裝大功率led器件的提取效率，如圖1所示。
19、2、本專利技術(shù)的復(fù)合玻璃-陶瓷在激光激勵(lì)功率為3w時(shí)，最大發(fā)光效率為141～152lm/w，顯色指數(shù)為68～76，光提取率為50～80％。
20、3、本專利技術(shù)采用固相反應(yīng)法以及玻璃熔融法，制備方法簡(jiǎn)單，制備周期短，不僅大大降低了制備的難度和成本，還減少了制備過程中的環(huán)境污染和資源消耗；生產(chǎn)效率高，能夠快速得到所需的復(fù)合材料，滿足工業(yè)生產(chǎn)中快速、大規(guī)模制備的需求。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種具有凹凸表面大功率LED用復(fù)合玻璃-陶瓷，其特征在于，包括透明陶瓷和涂覆在透明陶瓷上的玻璃粉所形成的玻璃層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有凹凸表面大功率LED用復(fù)合玻璃-陶瓷，其特征在于，所述玻璃粉為MgO-Al2O3-SiO2-B2O3-ZnO體系的低熔點(diǎn)玻璃粉。
3.一種權(quán)利要求1或2所述的具有凹凸表面大功率LED用復(fù)合玻璃-陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有凹凸表面大功率LED用復(fù)合玻璃-陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟S1-1中，球磨時(shí)間為16-22h，球磨轉(zhuǎn)速為160-220r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種具有凹凸表面大功率LED用復(fù)合玻璃-陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟S1-2中，烘干溫度為50-65℃，烘干時(shí)間為12-18h，過篩目數(shù)為100-160目，干壓成型的壓力為2-8MPa。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有凹凸表面大功率led用復(fù)合玻璃-陶瓷，其特征在于，包括透明陶瓷和涂覆在透明陶瓷上的玻璃粉所形成的玻璃層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有凹凸表面大功率led用復(fù)合玻璃-陶瓷，其特征在于，所述玻璃粉為mgo-al2o3-sio2-b2o3-zno體系的低熔點(diǎn)玻璃粉。
3.一種權(quán)利要求1或2所述的具有凹凸表面大功率led用復(fù)合玻璃-陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周春鳴，陳航，張樂，陳旭，林生輝，王鵬，周天元，陳浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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