CN102730975A

CN102730975A - 一种微晶玻璃及其制备方法

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Publication number: CN102730975A
Application number: CN2012102044096A
Authority: CN
Inventors: 李宏; 花宁
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: CN102730975B

Abstract

本发明涉及一种微晶玻璃及其制备方法。该微晶玻璃的组分为磷锌硼系统玻璃粉和荧光粉，二者所占质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉：70%-99%，荧光粉：1%-30%。该微晶玻璃的制备方法是先采用高温熔融法制备出磷锌硼系统玻璃，再将玻璃粉与荧光粉混合均匀、烧制，再经过热处理、退火及冷却后制得微晶玻璃。本发明提供的微晶玻璃具有发光强度大、转换效率高、化学稳定性和力学性能良好等优点，可用于白光LED、显示等照明及光电子器件中。

Description

一种微晶玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及发光材料及其制备领域，具体涉及一种微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

固体发光材料在人类日常生活中起着非常重要的作用，在照明、显示、光源、探测等方面的应用都离不开固体发光材料，且随着其应用领域的不但拓展，固体发光材料进入快速发展时期。白光LED（light emitting diode）是新一代照明光源，被广泛用作发光系统、LCD（液晶显示器）背光等，具有耗电量少、寿命长、环保、响应速度快等优点。目前单芯片型白光LED是主流产品，其中蓝光LED芯片结合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺黄色荧光粉，通过环氧树脂封装，制备白光LED的方式已经实现了商品化。但是，在实际应用中不可避免存在荧光粉涂覆不均匀、白光LED长期工作时荧光粉亮度下降、树脂老化、色漂移、寿命缩短等问题。随着市场对大功率白光LED的需求增加，封装用环氧树脂的老化问题也越来越严重。

玻璃具有物理化学性能稳定，透明度高，制备工艺简单，生产成本低，化学组成调控范围大，功能性组分选择多范围广，系统广泛，品种繁多等优点，可作为基质材料。微晶玻璃同时具备晶相和玻璃相，不仅具有上述优点，其主晶相不受微晶杂质的影响，内部晶相可保持发光晶体原有的发光性能，提高激活剂离子发光效率。为此，国内外学者公认玻璃及微晶玻璃是一种理想的发光基质材料并对它们展开研究。

日本学者Shunsuke Fujita实现了用掺杂Ce³⁺的YAG微晶玻璃替代传统YAG:Ce荧光粉，该微晶玻璃具有良好的耐久性与稳定性。关荣锋等人以硼硅酸盐玻璃体系为基质掺杂YAG：Ce荧光粉质量比为1：10。在氮气气氛中升温至1400℃下保温4 h。然后利用浇铸方式成形，成形后放于马弗炉中退火，冷却至室温得到荧光玻璃。贺海平等以CaO-Al₂O₃-SiO₂-Y₂O₃玻璃作为基础玻璃，在基础玻璃中添加微量Ce，采用不同的热处理方法制备了荧光微晶玻璃。黄浪欢等采用整体析晶法中的一步合成制备了硼铝酸锶系统发光玻璃，在氮气气氛下，热处理温度为1300℃、保温3h，该发光玻璃中氧化硼为玻璃相，铝酸锶为微晶相。周永强等人在1400-1500℃熔化玻璃配合料冷却后得到淡黄色透明均匀的玻璃，玻璃在还原气氛下热处理制备出以Sr₂MgSi₂O₇为主晶相的发光玻璃陶瓷。

玻璃材料采用稀土单掺或共掺的玻璃发光材料，不仅提高了光色品质，也保证了发光中心的均匀性及发光材料的稳定性，但是发光玻璃材料与其组成相同的晶体粉状材料相比，发光玻璃材料的发光强度仍然较弱，转换效率也比较低。

目前，晶体发光材料是研究比较成熟的一种发光材料。然而，晶体发光材料如果以单晶形式存在，很难制成较大平板形状，通常都是以多晶块状或粉末状形式存在，但是由于以粉末状形式存在的颗粒形状和大小并不均匀，所以晶体发光材料的应用领域受到了限制。

为此，本发明将荧光粉与磷锌硼系统玻璃复合，得到一种新型发光微晶玻璃材料，该种材料既具有优良的发光性能，还具备良好的温度稳定性能与化学稳定性能。

中国专利200910063528.2介绍了“一种白光LED用低熔点荧光玻璃及其制备方法”。该发光微晶玻璃采用硼硅酸盐玻璃粉与荧光粉烧结获得，用于改进白光LED。

中国专利201010242984.6介绍了“一种发光玻璃陶瓷及其制备方法”。该发光玻璃陶瓷掺入稀土离子，由于稀土离子具有屏蔽作用，使得发光元件所发射的初级光峰波长不会偏离，可以稳定地获得绿光，在紫外光的激发下具备良好的透光性、化学稳定性和热稳定性。

中国专利201110204359.7介绍了“一种薄膜太阳能电池衬底用稀土掺杂硼酸盐发光玻璃。”该发光玻璃能够吸收近紫外光及短波可见光作为激发光，发射长波可见光，将原本薄膜太阳能电池光敏层响应较低的光转换为响应较高的光，从而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。

未检索到与微晶玻璃及其制备方法相同的专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种微晶玻璃，涉及一种荧光粉/磷锌硼系统玻璃复合材料的组分配方及其制备方法，以便制备可用于白光LED、显示等光电子器件的发光材料。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的微晶玻璃，其组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉70%-99%；荧光粉1%-30%。

所述磷锌硼系统玻璃质量百分数为：P₂O₅：40%-60%，ZnO：25%-45%，B₂O₃：5%-20%，Al₂O₃：1%-5%，R₂O：2.5%-15%；所述R₂O指Li₂O、Na₂O、K₂O中的一种或几种。

所述荧光粉包括：M₂SiO₄：Eu²⁺，其中M=Mg、Ca、Sr或Ba；Sr₃SiO₅：Eu²⁺； M₃MgSi₂O₈：Eu²⁺，其中M= Ca、Sr或Ba；Ca₃Al₂Si₂O₈：Eu²⁺；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺；M₂SiO₄：Eu²⁺；α-SiAlON：Eu²⁺；SrGa₂S₄：Eu²⁺；Sr Al₂O₄：Eu²⁺。

本发明提供的上述微晶玻璃的制备方法，其步骤包括：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

① 将P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃和R₂O作为原料，其中P₂O₅由NH₄H₂PO₃引入，B₂O₃由H₃BO₃引入，R₂O由R₂CO₃引入，各组分所占质量百分数为：

P₂O₅：40%-60%，ZnO：25%-45%，B₂O₃：5%-20%，Al₂O₃：1%-5%，R₂O：2.5%-15%，所述R₂O 指Li₂O、Na₂O、K₂O中的一种或几种；

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、R₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度为1000 ℃- 1200 ℃，保温0.5 h - 2 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液直接水淬成颗粒状玻璃；或者将玻璃液倒入耐热模具中成形，并送入马弗炉中于400 ℃-450 ℃退火1 h - 4 h，随炉冷却至室温，得到块状玻璃。

（2）制备微晶玻璃：

① 将水淬得到的颗粒状玻璃或退火得到的块状玻璃磨成≤200目的磷锌硼系统玻璃粉；

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5 μm-15 μm荧光粉以质量百分比为（70-99）% ：（1-30）%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度500 ℃- 950℃，升温速率4 ℃/min，热处理时间30 min - 120 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

在所述制备微晶玻璃过程中，荧光粉包括：M₂SiO₄：Eu²⁺，其中M=Mg、Ca、Sr或Ba；Sr₃SiO₅：Eu²⁺； M₃MgSi₂O₈：Eu²⁺，其中M= Ca、Sr或Ba；Ca₃Al₂Si₂O₈：Eu²⁺；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺；M₂SiO₄：Eu²⁺；α-SiAlON：Eu²⁺；SrGa₂S₄：Eu²⁺；Sr Al₂O₄：Eu²⁺。

本发明与现有技术相比，具有以下主要的优点：

由于设计了合适的磷锌硼系统玻璃组成以及合适的微晶玻璃配比和热处理制度及其制备方法，得到了性能良好的微晶玻璃。微晶玻璃具有发光强度大、转换效率高、化学稳定性和力学性能良好等优点，采用此方法制备的微晶玻璃工艺流程简单、原料丰富易得、容易实现产业化。将荧光粉复合在不透气的微晶玻璃中，可以使荧光粉免受湿气和氧气的影响而劣化；微晶玻璃易成形，可以制成微晶玻璃板等多种形状；从而获得适于白光LED、显示等照明与光电子器件中发光用途的发光材料。

附图说明

图1为实施例1基础玻璃差热分析图；

图2为实施例1所得微晶玻璃的X射线衍射（XRD）图谱；

图3为实施例1制得的微晶玻璃样品在455 nm激发下的发射光谱图；

图4为实施例1制得的复合YAG：Ce荧光粉微晶玻璃的色度坐标示意图；

图5为实施例2制得的微晶玻璃样品在455 nm激发下的发射光谱图；

图6为实施例3制得的微晶玻璃样品在455 nm激发下的发射光谱图；

图7为实施例3制得的微晶玻璃样品的透过率图谱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。

实施例1：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉70%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉30%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃和Na₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：50%，ZnO：40%，B₂O₃：5%，Al₂O₃：2.5%，Na₂O：2.5%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

① 按配方称量NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃和Na₂CO₃分析纯原料，其中P₂O₅由NH₄H₂PO₃引入，B₂O₃由H₃BO₃引入，Na₂O由Na₂CO₃引入；

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、Na₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1200 ℃，保温1 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液倒入冷水中，进行水淬，得到基质玻璃颗粒。

（2）制备微晶玻璃：

① 将水淬得到的颗粒状玻璃磨成≤200目的磷锌硼系统玻璃粉；

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5 μm-15 μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为70% ：30%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度550℃，升温速率4 ℃/min，热处理时间100 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例1所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体、Zn₂P₂O₇和BPO₄，如图1、2所示。最强激发峰位于455nm处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度为2966，如图3、4所示。当激发波长在440nm-470nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

实施例2：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉99%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉1%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃和Na₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：55%，ZnO：35%，B₂O₃：5%，Al₂O₃：2.5%，Na₂O：2.5%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

③ 将玻璃液倒入耐热模具中成形，并送入马弗炉中于450℃退火1 h，随炉冷却至室温，得到块状玻璃。

（2）制备微晶玻璃：

① 将退火得到的块状玻璃磨成≤200目的磷锌硼系统玻璃粉；

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为99% ：1%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度900℃，升温速率4℃/min，热处理时间50 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例2所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉发光微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体和Zn₂P₂O₇，参见图2所示。最强激发峰位于455nm 处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度为1476，如图5所示。当激发波长在440nm-470nm nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

实施例3：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉98%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉2%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃和Li₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：45%，ZnO：40%，B₂O₃：10%，Al₂O₃：2.5%，Li₂O：2.5%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

① 按配方称量NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃和Li₂CO₃分析纯原料，其中P₂O₅由NH₄H₂PO₃引入，B₂O₃由H₃BO₃引入，Li₂O由Li₂CO₃引入；

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、Li₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1100 ℃，保温1.5 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液倒入耐热模具中成形，并送入马弗炉中于430℃退火3 h，随炉冷却至室温，得到块状玻璃。

（2）制备微晶玻璃：

① 将退火得到的块状玻璃磨成≤200目的磷锌硼系统玻璃粉；

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为98% ：2%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度950℃，升温速率4℃/min，热处理时间30 min；然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例3所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体和Zn₂P₂O₇，参见图2所示。最强激发峰位于455nm 处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度为2865，如图6所示。透过率为84%。如图7所示。当激发波长在440nm-470nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

实施例4：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉75%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉25%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃和Li₂O和Na₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：45%，ZnO：45%，B₂O₃：5%，Al₂O₃：2%，Li₂O：1.5%，Na₂O：1.5%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

① 按配方称量NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃和Li₂CO₃、Na₂CO₃分析纯原料，其中P₂O₅由NH₄H₂PO₃引入，B₂O₃由H₃BO₃引入，Li₂O由Li₂CO₃引入，Na₂O由Na₂CO₃引入；

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、Li₂CO₃、Na₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1000 ℃，保温2 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液倒入耐热模具中成形，并送入马弗炉中于400℃退火4 h，随炉冷却至室温，得到块状玻璃。

（2）制备微晶玻璃：

① 将退火得到的块状玻璃磨成≤200目的磷锌硼系统玻璃粉；

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为75% ：25%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度700℃，升温速率4℃/min，热处理时间60 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例4所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉发光微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体和Zn₂P₂O₇，参见图2所示。最强激发峰位于455nm 处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度为2159，参见图3所示。当激发波长在440nm-470nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

实施例5：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉80%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉20%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃、Li₂O和K₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：60%，ZnO：25%，B₂O₃：5%，Al₂O₃：5%，Li₂O：2.5%，K₂O：2.5%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

① 按配方称量NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃和Li₂CO₃、K₂CO₃分析纯原料，其中P₂O₅由NH₄H₂PO₃引入，B₂O₃由H₃BO₃引入，Li₂O由Li₂CO₃引入，K₂O由K₂CO₃引入；

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、Li₂CO₃、K₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1200 ℃，保温0.5 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液倒入冷水中，进行水淬，得到基质玻璃颗粒。

（2）制备微晶玻璃：

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为80% ：20%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度600℃，升温速率4℃/min，热处理时间90 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例5所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉发光微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体和Zn₂P₂O₇，参见图2所示。最强激发峰位于455nm 处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度为1948，参见图5所示。当激发波长在440nm-470nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

实施例6：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉85%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉15%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃、K₂O和Na₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：40%，ZnO：30%，B₂O₃：20%，Al₂O₃：1%，K₂O：3.5%，Na₂O：5.5%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

① 按配方称量NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃和K₂CO₃、Na₂CO₃分析纯原料，其中P₂O₅由NH₄H₂PO₃引入，B₂O₃由H₃BO₃引入，K₂O由K₂CO₃引入，Na₂O由Na₂CO₃引入；

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、K₂CO₃、Na₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1200 ℃，保温1 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液倒入冷水中，进行水淬，得到基质玻璃颗粒。

（2）制备微晶玻璃：

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为85% ：15%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度550℃，升温速率4℃/min，热处理时间100 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例6所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉发光微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体和Zn₂P₂O₇，参见图2所示。最强激发峰位于455nm 处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度为2040，参见图6所示。当激发波长在440nm-470nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

实施例7：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉90%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉10%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃和K₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：40%，ZnO：40%，B₂O₃：15%，Al₂O₃：1%，K₂O：4%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

① 按配方称量NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃和K₂CO₃分析纯原料，其中P₂O₅由NH₄H₂PO₃引入，B₂O₃由H₃BO₃引入，K₂O由K₂CO₃引入；

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、K₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1200 ℃，保温1 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液倒入冷水中，进行水淬，得到基质玻璃颗粒。

（2）制备微晶玻璃：

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为90% ：10%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度650℃，升温速率4℃/min，热处理时间80 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例7所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉发光微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体和Zn₂P₂O₇，参见图2所示。最强激发峰位于455nm 处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度1601，参见图3所示。当激发波长在440nm-470nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

实施例8：

微晶玻璃的组分包括：磷锌硼系统玻璃粉和Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉，它们的质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉95%；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉5%。

其中，磷锌硼系统玻璃的组分包括P₂O₅、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃和Li₂O，各组分所占质量百分数为：P₂O₅：45%，ZnO：30%，B₂O₃：5%，Al₂O₃：5%，Li₂O：15%。

微晶玻璃的具体制备过程如下：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、Li₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1200 ℃，保温1.5 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液倒入冷水中，进行水淬，得到基质玻璃颗粒。

（2）制备微晶玻璃：

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉以质量百分比为95% ：5%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度500℃，升温速率4℃/min，热处理时间120 min；然后然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

将实例8所得微晶玻璃进行性能测试，其实测数据如下：复合Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺荧光粉发光微晶玻璃主晶相为钇铝石榴石晶体和Zn₂P₂O₇，参见图2所示。最强激发峰位于455nm 处，最强发射峰位于554nm处，相对发光强度为1081，参见图5所示。当激发波长在455nm-485nm时，微晶玻璃中Ce³⁺受激发呈现黄光；将其与蓝光LED芯片封装，可以获得白光LED。

上述实施例4-8所得微晶玻璃的差热分析图、X射线衍射（XRD）图谱及制得的玻璃样品在455 nm激发下的发射光谱图，可参见图1-图6。

本发明所列举的各原料以及各原料的上下限取值，以及各工艺参数的上下限取值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims

1. 一种微晶玻璃，其特征在于：该微晶玻璃的组分为磷锌硼系统玻璃粉和荧光粉，二者所占质量百分数为：磷锌硼系统玻璃粉70%-99%，荧光粉1%-30%。

2. 根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于磷锌硼系统玻璃质量百分数为：P₂O₅：40%-60%，ZnO：25%-45%，B₂O₃：5%-20%，Al₂O₃：1%-5%，R₂O：2.5%-15%，所述R₂O指Li₂O、Na₂O、K₂O中的一种或几种。

3. 根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于所述荧光粉包括： M₂SiO₄：Eu²⁺，其中M=Mg、Ca、Sr或Ba；Sr₃SiO₅：Eu²⁺； M₃MgSi₂O₈：Eu²⁺，其中M= Ca、Sr 或Ba；Ca₃Al₂Si₂O₈：Eu²⁺；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺；M₂SiO₄：Eu²⁺；α-SiAlON：Eu²⁺；SrGa₂S₄：Eu²⁺；Sr Al₂O₄：Eu²⁺。

4. 根据权利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于所述微晶玻璃中所含晶相为钇铝石榴石、Zn₂P₂O₇和BPO₄。

5. 一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于采用包括以下步骤的方法：

（1）制备磷锌硼系统玻璃：

② 将称取的NH₄H₂PO₃、ZnO、H₃BO₃、Al₂O₃、R₂CO₃原料在玛瑙研钵中充分研磨，混合均匀后倒入坩埚，于高温炉内进行熔制，熔制温度1000 ℃-1200 ℃，保温0.5 h - 2 h，制得玻璃液；

③ 将玻璃液直接水淬成颗粒状玻璃；或者将玻璃液倒入耐热模具中成形，并送入马弗炉中于400 ℃ - 450 ℃，退火1 h - 4 h，随炉冷却至室温，得到块状玻璃；

（2）制备微晶玻璃：

② 将磷锌硼系统玻璃粉与粒度为5μm-15μm荧光粉以质量百分比为（70-99）% ：（1-30）%混合均匀，得到配合料，待用；

③ 将配合料装入模具中，再将该模具放入热处理炉内烧制，其中热处理温度500℃- 950℃，升温速率4 ℃/min，热处理时间30 min - 120 min；然后退火、冷却，即得微晶玻璃。

6. 根据权利要求5所述的微晶玻璃的制备方法，其特征在于所述荧光粉包括：M₂SiO₄：Eu²⁺，其中M=Mg、Ca、Sr或Ba；Sr₃SiO₅：Eu²⁺； M₃MgSi₂O₈：Eu²⁺，其中M= Ca、Sr或Ba；Ca₃Al₂Si₂O₈：Eu²⁺；Y₃Al₅O₁₂：Ce³⁺；M₂SiO₄：Eu²⁺；α-SiAlON：Eu²⁺；SrGa₂S₄：Eu²⁺；Sr Al₂O₄：Eu²⁺。