专利摘要

本发明属于玻璃制备的技术领域，尤其涉及一种荧光复合玻璃及其制备方法。本发明提供了一种荧光复合玻璃，包括以下原料经混合后熔制、浇注和退火得到，所述原料包括：SiO2、Al2O3、Na2O、BaO、B2O3和金属氧化物；其中，所述金属氧化物的质量百分比为0.6％；所述原料按摩尔百分比计算，包括：15‑45％的SiO2、5‑25％的Al2O3、10‑30％的Na2O、10‑30％的BaO和10‑30％的B2O3。本发明能有效解决目前的玻璃材料存在的难以掺杂荧光物质、热传导系数低和物理化学性能差的技术缺陷。

权利要求

1.一种荧光复合玻璃，其特征在于，包括以下原料经混合后熔制、浇注和退火得到，所述原料由SiO2、Al2O3、Na2O、BaO、B2O3和金属氧化物组成；其中，所述金属氧化物的质量百分比为0.1%-2%；所述金属氧化物为TiO2或Fe2O3；所述SiO2、Al2O3、Na2O、BaO和B2O3按摩尔百分比计算，由

SiO230-35%；

Al2O3 10-15%；

Na2O20%；

BaO20%~25%；

B2O315%组成。

2.根据权利要求1所述的荧光复合玻璃，其特征在于，所述混合包括球磨混合。

3.根据权利要求1所述的荧光复合玻璃，其特征在于，所述熔制的条件为：熔制温度为1000℃-1050℃，熔制时间为0.5~1.5小时。

4.一种荧光复合玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将以下原料进行混合，得到混合物，所述原料由SiO2、Al2O3、Na2O、BaO、B2O3和金属氧化物组成；所述金属氧化物为TiO2或Fe2O3；其中，所述金属氧化物的质量百分比为0.1%-2%；所述SiO2、Al2O3、Na2O、BaO和B2O3按摩尔百分比计算，由

SiO230-35%；

Al2O3 10-15%；

Na2O20%；

BaO20%~25%；

B2O315%组成；

步骤2、将所述混合物在1000℃-1050℃的条件下熔制0.5~1.5小时，得到熔制的玻璃液；

步骤3、将所述玻璃液浇注到模具上，退火得到荧光复合玻璃。

5.根据权利要求4所述的荧光复合玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤1的混合包括球磨混合。

6.根据权利要求4所述的荧光复合玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤2之前还包括，对所述混合物进行压实处理。

说明书

技术领域

本发明属于玻璃制备的技术领域，尤其涉及一种荧光复合玻璃及其制备方法。

背景技术

应高光效要求，要求LED功率增加，但是在实际应用中存在LED封装的硅胶/环氧老化，LED器件的散热不良导致工作温度升高，从而会使得荧光体亮度下降、色漂移以及寿命缩短等技术问题，基于存在的这些问题，对LED光转换介质提出了新的要求：(1)解决荧光转换介质的涂敷均匀性问题；(2)具有较高热传导系数、物理化学性能稳定的荧光物质；(3)增加发光材料中红光部分的辐射。

由于玻璃具有良好的光穿透性，且具有与荧光物质混合均匀的能力，故有发明人提出以具有更良好耐热性的玻璃材料取代硅胶与荧光粉混合烧结，形成一同时具有玻璃特性与荧光特性的玻璃荧光体，而大幅的改善因高分子材料的先天限制造成的热效应影响，得到不易受LED芯片发出热能影响导致老化现象的LED封装材料；然而，传统的玻璃材料中难以掺杂荧光物质从而丧失荧光能力。因此，亟待开发一种新具有较高热传导系数、物理化学性能稳定以及能掺杂荧光物质的玻璃材料。

发明内容

有鉴于此，本发明公开了一种荧光复合玻璃及其制备方法，能有效解决目前的玻璃材料存在的难以掺杂荧光物质、热传导系数低和物理化学性能差的技术缺陷。

本发明提供了一种荧光复合玻璃，包括以下原料经混合后熔制、浇注和退火得到，所述原料包括：SiO2、Al2O3、Na2O、BaO、B2O3和金属氧化物；其中，所述金属氧化物的质量百分比为0.1％-2％；所述原料按摩尔百分比计算，包括：

作为优选，所述金属氧化物包括TiO2或Fe2O3。

作为优选，所述原料按摩尔百分比计算，包括：

作为优选，所述混合包括球磨混合。

作为优选，所述熔制的条件为：熔制温度为1000℃-1050℃，熔制时间为0.5～1.5小时。

更为优选的，所述金属氧化物的质量百分比为0.6％。

本发明还提供了一种荧光复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将以下原料进行混合，得到混合物，所述原料包括SiO2、Al2O3、Na2O、BaO、B2O3和金属氧化物；其中，所述金属氧化物的质量百分比为0.1％-2％；所述原料按摩尔百分比计算，包括：

步骤2、将所述混合物在1000℃-1050℃的条件下熔制0.5～1.5小时，得到熔制的玻璃液；

步骤3、将所述玻璃液浇注到模具上，退火得到荧光复合玻璃。

作为优选，所述金属氧化物包括TiO2或Fe2O3。

作为优选，所述原料按摩尔百分比计算，包括：

作为优选，所述步骤1的混合包括球磨混合。

作为优选，所述步骤2之前还包括，对所述混合物进行压实处理。

其中，本发明的荧光复合玻璃的激活离子为Ti4+或Fe3+中的一种。

从以上技术方案可知，SiO2、Al2O3、Na2O、BaO、B2O3是组成玻璃网络的主要成分，并且是本发明的荧光复合玻璃的必要成分。从实验数据可知，SiO2是形成荧光复合玻璃基质的必要成分，但传统的复合玻璃的SiO2含量都很高，过高的SiO2的含量会影响金属氧化物的掺杂，从而难以制备得到荧光复合玻璃；Na2O、BaO和B2O3三者的成分的摩尔百分比在10-30％中，若不在该范围内，则无法得到成型的复合玻璃的基质；此外，SiO2的摩尔百分比过低(摩尔百分比为10％)，B2O3的摩尔百分比(摩尔百分比为45％)过高，则无法形成合格的复合玻璃的基质；因此，SiO2、Al2O3、Na2O、BaO和B2O3要在一定的摩尔百分比下才能形成能掺杂金属氧化物的复合玻璃的基质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例1制得的荧光复合玻璃在监测波长为750nm下的激发光谱。

图2为本发明实施例1制得的荧光复合玻璃在激发波长为450nm下的发射光谱。

图3为本发明实施例2制得的荧光复合玻璃在监测波长为750nm下的激发光谱。

图4为本发明实施例2制得的荧光复合玻璃在激发波长为450nm下的发射光谱。

图5为本发明实施例3制得的荧光复合玻璃在监测波长为500nm下的激发光谱。

图6为本发明实施例3制得的荧光复合玻璃在激发波长为254nm下的发射光谱。

图7为本发明实施例4制得的荧光复合玻璃在激发波长为254nm下的发射光谱。

图8为本发明实施例5制得的荧光复合玻璃在激发波长为254nm下的发射光谱。

图9为本发明实施例1制得的荧光复合玻璃实物图。

图10为本发明实施例5制得的荧光复合玻璃实物图。

图11为本发明对比例1制得的荧光复合玻璃实物图。

图12为本发明对比例2制得的荧光复合玻璃实物图。

图13为本发明对比例3制得的荧光复合玻璃实物图。

图14为本发明对比例3制得的荧光复合玻璃在监测波长为500nm下的激发光谱；

图15为本发明实施例6改变Fe2O3的添加量制得的荧光复合玻璃实物图，其中从左到右的实物中Fe2O3的添加量为质量百分比的0.1％、0.5％、1％、2％。

具体实施方式

本发明提供了一种荧光复合玻璃及其制备方法，用于解决目前的玻璃材料存在的难以掺杂荧光物质、热传导系数低和物理化学性能差的技术缺陷。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施方式提供了一种荧光复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将以下原料进行混合，得到混合物，原料包括SiO2、Al2O3、Na2O、BaO、B2O3和金属氧化物；其中，金属氧化物的质量百分比为0.1％-2％；原料按摩尔百分比计算，包括：

步骤2、将所述混合物在1000℃-1050℃的条件下熔制0.5～1.5小时，得到熔制的玻璃液；

步骤3、将所述玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

其中，以下实施例的原料均为市售或自制。

实施例1

本发明实施例提供了荧光复合玻璃，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1000℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

在监测波长为750nm下，研究得到的荧光复合玻璃的激发光谱，如图1所示。图1为本发明实施例1制得的荧光复合玻璃在监测波长为750nm下的激发光谱。从图1可以看出，在350～650nm处出现明显激发峰，获得的三个激发峰分别位于395nm、441nm和608nm处，从而证实了发光中心是Fe离子。

在激发波长为450nm下，研究得到的荧光复合玻璃的发射光谱，如图2所示。图2为本发明实施例1制得的荧光复合玻璃在激发波长为450nm下的发射光谱。由图2可以看出，在波长650nm～800nm，有比较明显的发射光，发光峰位于756nm处。请参阅图9，图9为本发明实施例1制得的荧光复合玻璃实物图，从图可知，在本发明实施例的组分和配比下能制得掺杂有Fe3+的荧光玻璃。

实施例2

本发明实施例提供了荧光复合玻璃，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1000℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

在监测波长为750nm下，研究得到的荧光复合玻璃的激发光谱，如图3所示。图3为本发明实施例2制得的荧光复合玻璃在监测波长为750nm下的激发光谱。从图3可以看出，在350～650nm处出现明显激发峰，获得的二个激发峰分别位于441nm和611nm处，从而证实了发光中心是Fe离子。

在激发波长为450nm下，研究得到的荧光复合玻璃的发射光谱，如图4所示。图4为本发明实施例2制得的荧光复合玻璃在激发波长为450nm下的发射光谱。由图4可以看出，在波长650nm～800nm，有比较明显的发射光，发光峰位于756nm处。

实施例3

本发明实施例提供了荧光复合玻璃，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1050℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

在监测波长为500nm下，研究得到的荧光复合玻璃的激发光谱，如图5所示。图5为本发明实施例3制得的荧光复合玻璃在监测波长为500nm下的激发光谱。从图5可以看出，在250～430nm处出现明显激发峰，获得的激发峰分别位于264nm和408nm处，从而证实了发光中心是Ti离子。

在激发波长为254nm下，研究得到的荧光复合玻璃的发射光谱，如图6所示。图6给出了本发明实施例3制得的荧光复合玻璃在激发波长为254nm下的发射光谱。由图6可以看出，在波长450nm～600nm处，有比较明显的发射光，发光峰位于506nm处。

实施例4

本发明实施例提供了荧光复合玻璃，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1050℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

在激发波长为254nm下，研究得到的荧光复合玻璃的发射光谱，如图7所示。图7给出了本发明实施例4制得的荧光复合玻璃在激发波长为254nm下的发射光谱。由图7可以看出，在波长450nm～600nm处，有比较明显的发射光，发光峰位于510nm处。

实施例5

本发明实施例提供了荧光复合玻璃，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1050℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

在激发波长为254nm下，研究得到的荧光复合玻璃的发射光谱，如图8所示。图8给出了本发明实施例5制得的荧光复合玻璃在激发波长为254nm下的发射光谱。由图8可以看出，在波长450nm～600nm处，有比较明显的发射光，发光峰位于490nm处。请参阅图10，图10为本发明实施例5制得的荧光复合玻璃实物图，从图可知，在本发明实施例的组分和配比下能制得掺杂有Ti4+的荧光玻璃。

实施例6

本发明实施例提供了荧光复合玻璃，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，其中，Fe2O3的添加量为质量百分比的0.1％、0.5％、1％、2％经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1050℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

图15为本实施例制得的样品，掺杂的浓度越大，透明玻璃成色越深，玻璃从白色透明过渡到深色透明，所制得的样品依然具有本发明的基本技术效果。

对比例1

本发明实施例提供了荧光复合玻璃的对比例，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1050℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力。

观察对比例1制得的不含二氧化硅样品，如图11所示。所示样品存在不透明、开裂等缺点。对比图9和图10，基体配比在本发明之外，合成不了合格的基质，荧光物质也无法掺杂在里面。

对比例2

本发明实施例提供了荧光复合玻璃的对比例，具体的步骤如下：

按照下表1的组分和配比称量原料后，经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1050℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力。

观察对比例2制得的样品，如图12所示。所示样品存在不透明、开裂等缺点。对比图9实施例1和图10实施例5的荧光复合玻璃，对比例2的复合玻璃的Na2O、BaO、和B2O的配比超出本发明的配比范围外，合成不了复合玻璃，荧光物质也无法掺杂在里面。

对比例3

在本发明配比之外。将称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度1050℃下熔制1小时，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到荧光复合玻璃。

观察对比例3制得的样品，如图13所示。所示样品存在不透明、开裂等缺点。对比图9实施例1和图10实施例5的荧光复合玻璃，对比例3的复合玻璃的SiO2、B2O3的配比超出本发明的配比范围外，合成不了复合玻璃，荧光物质也难以掺杂在里面。

在监测波长为500nm下，研究得到对比例3的荧光复合玻璃的激发光谱，如图14所示。由图14可以看出，对比例3的荧光复合玻璃不存在明显的激发峰。对比例3的复合玻璃的SiO2、B2O3的配比超出本发明的配比范围外，制得的样品不存在与本发明荧光复合玻璃有一致的特性。

表1

从以上实施例可知，本发明的荧光复合玻璃在特定组分和特定的配比范围内才能制备掺杂有金属氧化物的荧光复合玻璃。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

一种荧光复合玻璃及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。