一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃及其制备方法和应用与流程

本发明属于光学材料，具体涉及一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在半导体制造、精密光学检测以及微电子封装等领域中，黄光照明作为关键辅助光源被广泛应用。尤其在光刻工艺及微结构检测过程中，要求光源在可见光范围内具备高光谱纯净度，并严格避免紫外及短波蓝光成分，以防止对光敏材料产生非期望曝光或造成光致损伤。因此，开发能够输出无紫外成分、稳定高效的黄光光源，对提升制程精度、保证产品良率具有重要意义。

2、现有黄光光源主要依赖于量子点薄膜、无机荧光粉有机封装或传统荧光玻璃等方案。然而，这些技术路线均存在一定不足：量子点类材料在高功率激发下易发生热猝灭和光致衰减，导致寿命短且光谱稳定性差；有机封装型荧光膜耐温性不足，长时间工作下易出现黄化、老化及蓝光泄露问题；传统荧光玻璃烧结工艺温度较高，易引发荧光粉与玻璃基体之间的反应，造成发光效率下降及光谱不纯净。上述问题限制了现有黄光光源在高可靠性和高光谱纯净度应用中的进一步推广。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃，包括玻璃基体、分散于所述玻璃基体内的稀土荧光粉及功能助剂：

2、所述功能助剂包括稀土氧化物和散射粒子，所述稀土氧化物为ceo2、y2o3、gd2o3、nd2o3、eu2o3中的一种或多种，所述散射粒子为sio2、al2o3、zro2、tio2、vo2中的一种或多种；

3、所述玻璃基体和稀土荧光粉的质量百分比为70–90 wt%，所述玻璃基体与功能助剂的质量百分比为8–28 wt%，所述稀土荧光粉与功能助剂的质量百分比为0.5–2 wt%。

4、进一步，所述玻璃基体按摩尔百分比计包括sio2 50-60 mol%、b2o3 15-25 mol%、p2o5 5-12 mol%、bi2-o3 3-7 mol%、zno 2-5 mol%、al2o3 2-4 mol%、snf2 0.5-2 mol%。

5、进一步，所述稀土荧光粉的稀土离子为la3+、ce3+、eu3+、tb3+、gd3+、sm3+、pr3+中的至少一种。

6、进一步，所述散射粒子的粒径为50–300 nm。

7、进一步，所述荧光玻璃能吸收波长为200nm～500nm的紫外光与蓝光，且发射波长500nm～700nm的光。

8、本发明第二方面提供了一种制备如上所述的稀土掺杂荧光玻璃的方法，包括以下步骤：

9、s1：将玻璃基体粉体、稀土荧光粉、稀土氧化物及散射粒子混合，并加入分散剂和溶剂，经球磨分散并干燥得到干粉或浆料；

10、s2：将所述干粉或浆料装入石墨或金属模具，模具内壁涂覆氮化硼或石墨纸隔离层；

11、s3：在放电等离子烧结装置中，于380–580 ℃下施加脉冲电流和20–60 mpa压力进行致密化，并在真空或惰性气氛下冷却；

12、s4：对所得致密体在200–500 ℃下退火，并经研磨和抛光得稀土掺杂荧光玻璃。

13、进一步，步骤s1所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚羧酸盐、聚丙烯酸酯或十二烷基硫酸钠中的至少一种，溶剂为乙醇、异丙醇、丙二醇甲醚或n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

14、进一步，步骤s3中升温速率控制在5–50 ℃/min，保温时间控制在2–15 min。

15、本发明第三方面提供了如上述的稀土离子荧光玻璃或如上述的制备方法在光学材料中的应用。

16、本发明具有以下有益效果：

17、（1）本发明所述的稀土离子荧光玻璃，能够在光源激发下实现500–700 nm黄光高效光谱转换，实现高光谱纯净度输出，并有效抑制紫外光及蓝光成分。

18、（2）本发明所述玻璃组分及功能助剂的复合设计，使玻璃具备强紫外吸收能力、优异的热稳定性及抗光衰性能，并提高照明均匀性与舒适性。

19、（3）本发明采用放电等离子烧结低温短时致密化工艺，可有效保持稀土荧光粉结构与发光性能，保证玻璃成分均匀、界面结合紧密。

1.一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃，包括玻璃基体、分散于所述玻璃基体内的稀土荧光粉及功能助剂；其特征在于：

2. 根据权利要求1所述的一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述玻璃基体按摩尔百分比计包括sio2 50-60 mol%、b2o3 15-25 mol%、p2o5 5-12 mol%、bi2-o3 3-7 mol%、zno 2-5 mol%、al2o3 2-4 mol%、snf2 0.5-2 mol%。

3.根据权利要求1所述的一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述稀土荧光粉的稀土离子为la3+、ce3+、eu3+、tb3+、gd3+、sm3+、pr3+中的至少一种。

4. 根据权利要求1所述的一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述散射粒子的粒径为50–300 nm。

5.根据权利要求1所述的一种用于特种黄光照明的稀土掺杂荧光玻璃，其特征在于，所述荧光玻璃能吸收波长为200nm～500nm的紫外光与蓝光，且发射波长500nm～700nm的光。

6.一种制备权利要求1-5任一所述的稀土掺杂荧光玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s1所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚羧酸盐、聚丙烯酸酯或十二烷基硫酸钠中的至少一种，溶剂为乙醇、异丙醇、丙二醇甲醚或n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中升温速率控制在5–50 ℃/min，保温时间控制在2–15 min。

9.根据权利要求1-5任一所述的稀土离子荧光玻璃或权利要求6-8任一所述的制备方法在光学材料中的应用。