CN114853464B - 一种高光学质量的绿色荧光陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光学质量的绿色荧光陶瓷及其制备方法，属于发光材料技术领域；所述绿色荧光陶瓷的原料由40～94wt％的羟基磷灰石基体和6～60wt％的绿色荧光粉组成；称取羟基磷灰石基体和绿色荧光粉并混合、压片，得到荧光陶瓷胚体；将低熔点玻璃粉与粘结剂混合，并涂覆于荧光陶瓷胚体表面，干燥并排胶后，烧结，得到表面覆有玻璃相的荧光陶瓷胚体，之后进行放电等离子烧结即可；本发明在用SPS烧结前，先在荧光陶瓷胚体表面涂覆一层玻璃粉并烧结，使陶瓷胚体表面形成一层致密的玻璃釉，有效解决了SPS烧结过程中所产生的渗碳问题，且样品的发光效率、光通量也随之提高。

Description

一种高光学质量的绿色荧光陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种高光学质量的绿色荧光陶瓷及其制备方法。
背景技术
随着人造光源的不断发展，光源的发光效率也逐步得到提升，白光发光二极管(LED)由于本身固有“效率骤降”的问题，因此很难在高功率密度的条件下得到广泛的应用。相比之下，激光二极管白光(LD)可以在更高的电流密度下提供峰值效率，并且可以有效避免“效率骤降”的问题。例如，LD的峰值效率出现在25kW·cm-2处，而LED的峰值效率仅为3W·cm-2。激光照明不仅能增加投射距离，提高安全性，同时体积更小、结构更紧凑。激光照明在投影机、数字院线、电视、舞台灯、大屏拼接、汽车等多个领域都有了更为广阔的应用，已成为21世纪最有前景的照明技术，正迅速抢占传统投影显示光源如氙灯、LED光源的市场额。
荧光转换材料作为激光照明的重要组成部分，它的性能直接决定了照明器件的流明效率、显色指数和可靠性等重要技术参数。因此，荧光转换材料的开发和研究具有广阔的应用前景。目前市场上常见的荧光粉包装材料为硅胶或环氧树脂，导热性差(0.1～0.4W·m-1·K-1)，耐热性差(低于150℃)。为了解决这些问题，许多新的荧光转换材料已经被研究，如荧光玻璃、荧光陶瓷、荧光薄膜、荧光单晶以及量子阱等。其中，荧光陶瓷因热稳定性好、热导率高和机械性能稳定的优点成为荧光转换材料的理想基质之一。
目前，激光照明用荧光陶瓷存在一个很大的问题，就是大多数的透明陶瓷都需要高温高压以及长时间高保温的条件，这会对荧光粉的发光性能造成严重的破坏，所以亟需在低温条件下可以制成透明陶瓷的基体。羟基磷灰石因为熔点低(仅1100℃)被选为本发明的陶瓷基质，同时采用SPS烧结技术进行烧结，可以有效降低烧结温度和烧结时间。由于SPS烧结需要石墨模具和石墨碳纸，样品会存在一定程度的渗碳现象。渗碳会严重的影响荧光陶瓷的透过率和发光效率，因此如何解决陶瓷的碳污染现象成为了一个难题。为了解决碳污染现象，彭星淋等采用热等静压(HIP)在N2氛围中处理SPS烧制的氮化物荧光陶瓷，经HIP处理可以有效的消除SPS烧结炉引起的渗碳现象，处理后样品的发光强度和量子效率都提高了一倍左右，但是需要苛刻的实验条件，且不能完全消除渗碳的情况；A.Pourshamsi等通过烧结在前后用退火的方式进行除碳，实验证明达到了除碳的目的，但是仍有部分碳残留。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种高光学质量的绿色荧光陶瓷及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种高光学质量的绿色荧光陶瓷，原料由40～94wt％的羟基磷灰石基体和6～60wt％的绿色荧光粉组成。
进一步地，所述羟基磷灰石基体为羟基磷灰石基纳米粉体，粒径为120～170nm。
本发明同时提供了上述高光学质量的绿色荧光陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取羟基磷灰石基体和绿色荧光粉并混合、压片，得到荧光陶瓷胚体；将SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉与粘结剂混合，得到玻璃釉料的浆料并涂覆于所述荧光陶瓷胚体表面，干燥并排胶后，烧结，得到表面覆有玻璃相的荧光陶瓷胚体；
(2)对所述表面覆有玻璃相的荧光陶瓷胚体进行放电等离子烧结，得到所述高光学质量的绿色荧光陶瓷。
进一步地，所述羟基磷灰石基体的制备方法为：按照Ca、P摩尔比为(1.5～1.7)∶1，优选按照Ca、P摩尔比为1.67∶1，分别配制得到钙源溶液和磷源溶液，并将钙源溶液和磷源溶液的pH调整为10～12，之后将钙源溶液滴入磷源溶液中，水热反应得到羟基磷灰石基体前驱体，干燥得到所述羟基磷灰石基体。
如果Ca、P比值过大，C轴生长较快，很容易形成棒状颗粒，因此，Ca、P摩尔比限定为(1.5～1.7)∶1。
进一步地，所述钙源包括碳酸钙和/或硝酸钙，所述钙源溶液配制时加入与钙源质量比为3.8∶1的表面活性剂L-赖氨酸；所述磷源包括磷酸氢二铵，所述磷源溶液配制时加入与磷酸氢二铵的质量比为1∶1的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵。
表面活性剂的加入量过高或是过低都会导致分散性变差。
进一步地，所述水热反应的温度为175～190℃，时间为20～25h。
进一步地，所述SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3玻璃粉的制备方法为：首先，按照摩尔比为10∶35∶30∶25∶5分别称量SiO2、B2O3、ZnO、Na2O及La2O3，混合后在玛瑙研钵中研磨20min使原料充分混合均匀，随后后放入刚玉坩埚中；之后，把原料随坩埚放入提前升温至1400℃的升降炉中，在大气氛围中熔融1h；然后，将所得玻璃溶体浇注在铜板上，冷却后，研磨成小于20μm的粉末，即为所述SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3玻璃粉。
进一步地，步骤(1)中所述烧结温度为700～800℃，时间为5～10min，优选在750℃下烧结8min。
进一步地，步骤(2)中所述放电等离子烧结的具体条件为：3～6kPa下，以100～150℃·min-1升温至875～925℃，保温3～5min。
本发明同时提供了上述高光学质量的绿色荧光陶瓷在激光照明器件中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的绿色荧光陶瓷在低温下就可以制备得到，在制备得到透明陶瓷的同时有效地保证了荧光粉的活性；
本发明在用SPS烧结前，先在荧光陶瓷胚体表面涂覆一层玻璃粉并烧结，使陶瓷胚体表面形成一层致密的玻璃釉，有效解决了SPS烧结过程中所产生的渗碳问题，消除了碳污染。烧结后，样品由黑色变为深绿色，样品的发光效率、光通量也随之提高。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制备得到的羟基磷灰石粉体的SEM图；
图2中，左侧为对比例1制备得到的羟基磷灰石基陶瓷的实物图，右侧为实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷的实物图；
图3为实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷的XRD图；
图4为实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷及实施例2～4制备得到的羟基磷灰石基绿色荧光陶瓷的透过率图；
图5为实施例2～4(对应图中实例2～4)制备得到的羟基磷灰石基绿色荧光陶瓷的发光效率图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
以下实施例及对比例中，所采用的商用β-SiAlON绿色荧光粉购自日本Denka公司，其规格型号为BG-601/E6S；所采用的红色荧光粉购自深圳市展望隆科技有限公司，其规格型号为CASN:Eu2+；所采用的商用玻璃粉购自江苏博瑞光电有限公司；
以下实施例中，所采用的粘结剂为PVB胶水，具体是将PVB与去离子水按照质量比为1∶5混合，室温下磁力搅拌3h制备得到；
以下不再重复描述。
实施例1
羟基磷灰石基透明陶瓷的制备，步骤如下：
(1)称取15.776g碳酸钙，按照Ca∶P的摩尔比值为1.67称取磷酸氢二铵(NH4)2HPO4，将碳酸钙和L-赖氨酸按照质量比为1:3.8混合在500mL玻璃烧杯中，加入100mL去离子水，在搅拌台上常温状态下充分搅拌后，作为溶液1；将磷酸氢二铵和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以质量比为1∶1混合后加入100mL去离子水，在搅拌台上室温状态下充分搅拌至白色颗粒溶解后，作为溶液2。用浓氨水将溶液1和溶液2的环境调节到pH>11，再将混合均匀的溶液1移入碱式滴定管中，溶液2置于0℃的冰浴环境的搅拌台中，搅拌速度为20rpm，溶液1以2mL·min-1的速度滴入溶液2，滴定完成以后，得到悬浊液3。以20rpm搅拌速度在冰浴环境下继续搅拌反应2h，再陈化4h，即可得到羟基磷灰石前驱体溶液。
(2)将羟基磷灰石前驱体溶液移入高压反应釜中，在185℃下反应25h，程序结束后，降至室温取出。将上层的黄色糊状浆料倒掉，保留底层白色糊状浆料，将白色浆料在高速离心机中以10000rpm的转速离心5min，留下白色固体，以此转速水洗3次，醇洗3次。将其放于干燥箱中，干燥温度为70℃，干燥5h。干燥后，得到羟基磷灰石基体，充分研磨，得到椭圆状、平均粒径为30-60nm分散良好的羟基磷灰石粉体，如图1所示。
(3)制备SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉：首先，按照摩尔比为10∶35∶30∶25∶5分别称量SiO2、B2O3、ZnO、Na2O及La2O3，混合后在玛瑙研钵中研磨20min使原料充分混合均匀，随后后放入刚玉坩埚中；之后，把原料随坩埚放入提前升温至1400℃的升降炉中，在大气氛围中熔融1h；然后，将所得玻璃溶体浇注在铜板上，冷却后，研磨成小于20μm的粉末，即为SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉，其熔点为700℃。
(4)称取0.5g步骤(2)制备得到的羟基磷灰石粉体，用压片机压片得到陶瓷胚体。将步骤(3)制备得到的SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉通过球磨、烘干后，用200目的筛子筛选出粉体颗粒，将得到的粉体颗粒与粘结剂按照质量比为0.3∶1混合均匀，制备成玻璃釉料的浆料，均匀地涂敷在陶瓷胚体表面。在空气中风干并排胶后，700℃下玻璃相在陶瓷表面均匀铺展后，在750℃的井式炉中烧结10min，冷却后装入石墨模具(直径15mm)中，放入等离子烧结设备中进行烧结，压力为5kPa，以120℃/min的速率升温至900℃，保温4min。当温度降至室温后取出陶瓷片，进行双面磨平抛光至厚度为1mm，得到羟基磷灰石基透明陶瓷。
对比例1
羟基磷灰石基透明陶瓷的制备，步骤如下：
(1)称取15.776g碳酸钙，按照Ca∶P的摩尔比值为1.67称取磷酸氢二铵，将碳酸钙(Ca(CO3)2)和L-赖氨酸按照质量比为1:3.8混合在500mL玻璃烧杯中，加入100mL去离子水，在搅拌台上常温状态下充分搅拌后，作为溶液1；将磷酸氢二铵和十六烷基三甲基溴化铵以质量比为1∶1混合后加入100mL去离子水，在搅拌台上室温状态下充分搅拌至白色颗粒溶解后，作为溶液2。用浓氨水将溶液1和溶液2的环境调节到pH>11，再将混合均匀的溶液1移入碱式滴定管中，溶液2置于0℃的冰浴环境的搅拌台中，搅拌速度为20rpm，溶液1以2mL·min-1的速度滴入溶液2，滴定完成以后，得到悬浊液3。以20rpm搅拌速度继续搅拌2h，再陈化4h，即可得到羟基磷灰石前驱体溶液。
(2)将羟基磷灰石前驱体溶液移入高压反应釜中，在185℃下反应25h，程序结束后，降至室温取出。将上层的黄色糊状浆料倒掉，保留底层白色糊状浆料，将白色浆料在高速离心机中以10000rpm的转速离心5min，留下白色固体，水洗3次，醇洗3次。将其放于干燥箱中，干燥温度为70℃，干燥5h。干燥后，对得到羟基磷灰石基体进行充分的研磨，得到椭圆状平均粒径为30-60nm分散良好的羟基磷灰石粉体。
(3)称取0.5g步骤(2)制备得到的羟基磷灰石粉体，用压片机压片得到陶瓷胚体，装入石墨模具(直径15mm)中，放入等离子烧结设备中进行烧结，压力为5kPa，以120℃/min的速率升温至900℃，保温4min。当温度降至室温后取出陶瓷片，进行双面磨平抛光至厚度为1mm，得到羟基磷灰石基透明陶瓷。
图2中，左侧黑色陶瓷为对比例1制备得到的羟基磷灰石基陶瓷，右侧透明陶瓷为实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷，从图1可以看出，未涂覆玻璃釉料的浆料的陶瓷胚体经烧结后，渗碳情况严重，得到的陶瓷基本不透明，完全看不到下方的字体，而右侧经涂覆玻璃釉料的浆料处理的陶瓷胚体经烧结得到的陶瓷可以清晰地看到陶瓷下方的文字，光学质量较高。
图3为实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷的XRD图，从图3中可以看出，实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷为羟基磷灰石相，无其它杂相，纯度较高。
实施例2
绿色荧光陶瓷的制备，步骤如下：
(1)称取15.776g碳酸钙，按照Ca∶P的摩尔比值为1.67称取磷酸氢二铵，将碳酸钙和L-赖氨酸按照质量比为1:3.8混合在500mL玻璃烧杯中，加入100mL去离子水，在搅拌台上常温状态下充分搅拌后，作为溶液1；将磷酸氢二铵和CTAB以质量比为1∶1混合后加入100mL去离子水，在搅拌台上室温状态下充分搅拌至白色颗粒溶解后，作为溶液2。用浓氨水将溶液1和溶液2的环境调节到pH>10.5，再将混合均匀的溶液1移入碱式滴定管中，溶液2置于0℃的冰浴环境的搅拌台中，搅拌速度为20rpm，溶液1以2mL·min-1的速度滴入溶液2，滴定完成以后，得到悬浊液3。以20rpm搅拌速度在冰浴环境下继续搅拌反应2h，再陈化4h，即可得到羟基磷灰石前驱体溶液。
(2)将羟基磷灰石前驱体溶液移入高压反应釜中，在175℃下反应20h，程序结束后，降至室温取出。将上层的黄色糊状浆料倒掉，保留底层白色糊状浆料，将白色浆料在高速离心机中以11000rpm的转速离心5min，留下白色固体，以此转速水洗3次，醇洗3次。将其放于干燥箱中，干燥温度为70℃，干燥5h。干燥后，得到羟基磷灰石基体。
(3)制备SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉：首先，按照10∶35∶30∶25∶5分别称量SiO2、B2O3、ZnO、Na2O及La2O3，混合后在玛瑙研钵中研磨20min使原料充分混合均匀，随后后放入刚玉坩埚中；之后，把原料随坩埚放入提前升温至1400℃的升降炉中，在大气氛围中熔融1h；然后，将所得玻璃溶体浇注在铜板上，冷却后，研磨成小于20μm的粉末，即为SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉。
(4)将绿色荧光粉和步骤(2)制备得到的羟基磷灰石基体按质量比为3∶47研磨混合，至羟基磷灰石平均粒径为30-60nm，将研磨得到的混合粉体用压片机压成荧光陶瓷胚体。将步骤(3)制备得到的SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉通过球磨、烘干后，用200目的筛子筛选出粉体颗粒，将得到的粉体颗粒与粘结剂按照质量比为0.3∶1混合均匀，制备成玻璃釉料的浆料，均匀地涂敷在荧光陶瓷胚体表面。在空气中风干并排胶后，700℃下玻璃相在荧光陶瓷表面均匀铺展后，在750℃的井式炉中烧结10min，冷却后装入石墨模具(直径15mm)中，放入等离子烧结设备中进行烧结，压力为3kPa，以150℃/min的速率升温至925℃，保温3min。当温度降至室温后取出陶瓷片，进行双面磨平抛光至厚度为1mm，得到羟基磷灰石基绿色荧光陶瓷。
实施例3
绿色荧光陶瓷的制备，步骤如下：
(1)称取15.776g硝酸钙，按照Ca∶P的摩尔比值为1.67称取磷酸氢二铵，将硝酸钙和L-赖氨酸按照质量比为1:3.8混合在500mL玻璃烧杯中，加入100mL去离子水，在搅拌台上常温状态下充分搅拌后，作为溶液1；将磷酸氢二铵和十六烷基三甲基溴化铵以质量比为1∶1混合后加入100mL去离子水，在搅拌台上室温状态下充分搅拌至白色颗粒溶解后，作为溶液2。用浓氨水将溶液1和溶液2的环境调节到pH为11.5，再将混合均匀的溶液1移入碱式滴定管中，溶液2置于0℃的冰浴环境的搅拌台中，搅拌速度为20rpm，溶液1以2mL·min-1的速度滴入溶液2，滴定完成以后，得到悬浊液3。以20rpm搅拌速度在冰浴环境下继续搅拌反应5h，再陈化6h，即可得到羟基磷灰石前驱体溶液。
(2)将羟基磷灰石前驱体溶液移入高压反应釜中，在180℃下反应20h，程序结束后，降至室温取出。将上层的黄色糊状浆料倒掉，保留底层白色糊状浆料，将白色浆料在高速离心机中以10500rpm的转速离心5min，留下白色固体，以此转速水洗3次，醇洗3次。将其放于干燥箱中，干燥温度为70℃，干燥5h。干燥后，得到羟基磷灰石基体。
(3)制备SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉：首先，按照10∶35∶30∶25∶5分别称量SiO2、B2O3、ZnO、Na2O及La2O3，混合后在玛瑙研钵中研磨20min使原料充分混合均匀，随后后放入刚玉坩埚中；之后，把原料随坩埚放入提前升温至1400℃的升降炉中，在大气氛围中熔融1h；然后，将所得玻璃溶体浇注在铜板上，冷却后，研磨成小于20μm的粉末，即为SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉。
(4)将绿色荧光粉和步骤(2)制备得到的羟基磷灰石基体按质量比为2∶8研磨混合，至羟基磷灰石平均粒径为30-60nm，将研磨得到的混合粉体用压片机压成荧光陶瓷胚体。将步骤(3)制备得到的SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉通过球磨、烘干后，用200目的筛子筛选出粉体颗粒，将得到的粉体颗粒与粘结剂按照质量比为0.3∶1混合均匀，制备成玻璃釉料的浆料，均匀地涂敷在荧光陶瓷胚体表面。在空气中风干并排胶后，700℃下玻璃相在荧光陶瓷表面均匀铺展后，在750℃的井式炉中烧结10min，冷却后装入石墨模具(直径15mm)中，放入等离子烧结设备中进行烧结，压力为6kPa，以100℃/min的速率升温至875℃，保温5min。当温度降至室温后取出陶瓷片，进行双面磨平抛光至厚度为1mm，得到羟基磷灰石基绿色荧光陶瓷。
实施例4
绿色荧光陶瓷的制备，步骤如下：
(1)称取15.776g硝酸钙，按照Ca∶P的摩尔比值为1.67称取磷酸氢二铵，将硝酸钙和L-赖氨酸按照质量比为1:3.8混合在500mL玻璃烧杯中，加入100mL去离子水，在搅拌台上常温状态下充分搅拌后，作为溶液1；将磷酸氢二铵和十六烷基三甲基溴化铵以质量比为1∶1混合后加入100mL去离子水，在搅拌台上室温状态下充分搅拌至白色颗粒溶解后，作为溶液2。用浓氨水将溶液1和溶液2的环境调节到pH>11，再将混合均匀的溶液1移入碱式滴定管中，溶液2置于0℃的冰浴环境的搅拌台中，搅拌速度为20rpm，溶液1以2mL·min-1的速度滴入溶液2，滴定完成以后，得到悬浊液3。以20rpm搅拌速度继续搅拌3h，再陈化6h，即可得到羟基磷灰石前驱体溶液。
(2)将羟基磷灰石前驱体溶液移入高压反应釜中，在185℃下反应20h，程序结束后，降至室温取出。将上层的黄色糊状浆料倒掉，保留底层白色糊状浆料，将白色浆料在高速离心机中以10500rpm的转速离心5min，留下白色固体，以此转速水洗4次，醇洗4次。将其放于干燥箱中，干燥温度为70℃，干燥5h。干燥后，得到羟基磷灰石基体。
(3)制备SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉：首先，按照10∶35∶30∶25∶5分别称量SiO2、B2O3、ZnO、Na2O及La2O3，混合后在玛瑙研钵中研磨20min使原料充分混合均匀，随后后放入刚玉坩埚中。之后，把原料随坩埚放入提前升温至1400℃的升降炉中，在大气氛围中熔融1h；然后，将所得玻璃溶体浇注在铜板上；冷却后，研磨成小于20μm的粉末，即为SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉。
(4)将绿色荧光粉和红色荧光粉按照质量比为1∶3.3混合后，得到混合荧光粉，将混合荧光粉和羟基磷灰石基体按质量比为6∶44研磨混合，至羟基磷灰石平均粒径为30-60nm，将研磨得到的混合粉体用压片机压成片状荧光陶瓷胚体。将步骤(3)制备得到的SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉通过球磨、烘干后，用200目的筛子筛选出粉体颗粒，将得到的粉体颗粒与粘结剂按照质量比为0.3∶1混合均匀，制备成玻璃釉料的浆料，均匀地涂敷在荧光陶瓷胚体表面。在空气中风干并排胶后，700℃下玻璃相在荧光陶瓷表面均匀铺展后，在750℃的井式炉中烧结10min，冷却后装入石墨模具(直径15mm)中，放入等离子烧结设备中进行烧结，压力为5kPa，以120℃/min的速率升温至900℃，保温4min。当温度降至室温后取出陶瓷片，进行双面磨平抛光至厚度为1mm，得到羟基磷灰石基绿色荧光陶瓷。
加入一定量的红色荧光粉能够提高陶瓷显色指数，但是陶瓷的烧结温度比较高，加入红色荧光粉会破坏其活性，本发明采用的HA和SPS烧结技术，可以有效降低烧结温度，从而可以有效保留红色荧光粉的活性。
图4为实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷及实施例2～4制备得到的羟基磷灰石基绿色荧光陶瓷的透过率图，从图中可以看出，在800nm处，实施例1制备得到的羟基磷灰石基透明陶瓷的透过率达到了92％。
对比例2
同实施例1，区别在于，将步骤(4)中“自制的SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3低熔点玻璃粉”替换为熔点为700℃的商用玻璃粉。
对实施例2～4(对应图中实例2～4)制备得到的荧光陶瓷的发光效率进行检测，结果如图5所示，由图5可以看出：本发明采用的陶瓷基质和烧结方式，加入红色荧光粉后可以保留其大部分活性；本发明自制的玻璃粉与商用玻璃粉相比颗粒较小，可以更加均匀的涂覆在陶瓷胚体表面，有效防止了渗碳，光学质量比商用的要高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高光学质量的绿色荧光陶瓷的制备方法，其特征在于，原料由40～94wt％的羟基磷灰石基体和6～60wt％的绿色荧光粉组成；
包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取羟基磷灰石基体和绿色荧光粉并混合、压片，得到荧光陶瓷胚体；将SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3玻璃粉与粘结剂混合，得到玻璃釉料的浆料并涂覆于所述荧光陶瓷胚体表面，干燥并排胶后，烧结，得到表面覆有玻璃相的荧光陶瓷胚体；
(2)对所述表面覆有玻璃相的荧光陶瓷胚体进行放电等离子烧结，得到所述高光学质量的绿色荧光陶瓷；
所述羟基磷灰石基体的制备方法为：按照Ca、P摩尔比为(1.5～1.7)∶1分别配制得到钙源溶液和磷源溶液，之后将钙源溶液滴入磷源溶液中，水热反应得到羟基磷灰石基体前驱体，干燥得到所述羟基磷灰石基体；
所述钙源包括碳酸钙和/或硝酸钙，所述钙源溶液配制时加入与钙源质量比为3.8∶1的表面活性剂L-赖氨酸；
所述磷源包括磷酸氢二铵，所述磷源溶液配制时加入与磷酸氢二铵的质量比为1∶1的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵。
2.根据权利要求1所述的一种高光学质量的绿色荧光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为175～190℃，时间为20～25h。
3.根据权利要求1所述的一种高光学质量的绿色荧光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3玻璃粉的制备方法为：首先，按照摩尔比为10∶35∶30∶25∶5分别称量SiO2、B2O3、ZnO、Na2O及La2O3，混合后研磨20min，随后在1400℃下熔融1h，然后，将所得玻璃溶体浇注、冷却后，研磨，即得所述SiO2-B2O3-ZnO-Na2O-La2O3玻璃粉。
4.根据权利要求1所述的一种高光学质量的绿色荧光陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述烧结温度为700～800℃，时间为5～10min。
5.根据权利要求1所述的一种高光学质量的绿色荧光陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述放电等离子烧结的具体条件为：3～6kPa下，以100～150℃·min -1 升温至875～925℃，保温3～5min。
6.权利要求1-5任一项所述的一种高光学质量的绿色荧光陶瓷的制备方法制备得到的一种高光学质量的绿色荧光陶瓷在激光照明器件中的应用。
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