[发明专利]一种Cr3+

说明书

本发明涉及一种Cr³⁺掺杂富铝镁铝尖晶石荧光透明陶瓷及其制备方法。其为单相镁铝尖晶石结构，结构式为Mg_8‑3yAl_16‑2x+2yCr_2x□_yO₃₂，其中0.0005≤x≤0.01、0.3≤y≤1.5，□为八面体空位数。制备：首先通过低温预烧结制备MgAl₂O₄:Cr³⁺单相陶瓷粉体，然后以MgAl₂O₄:Cr³⁺和Al₂O₃粉末为原料预烧制备得到与富铝镁铝尖晶石荧光透明陶瓷化学组成相同的MgAl₂O₄:Cr³⁺/Al₂O₃复相、气孔封闭致密的烧结体，再在单相富铝镁铝尖晶石形成温度以上进行热等静压处理，在此处理过程中MgAl₂O₄和Al₂O₃进一步发生固相反应制得。本发明在保证透明陶瓷透过率的前提下，通过基体的变化实现对材料荧光性能的调控，提高材料的显色性。使用荧光透明陶瓷块体材料代替有机胶封装粉体的方式，有助于解决散热与光效率转换的问题，有望提高LED器件的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料的制备方法，特别涉及一种铬掺杂富铝镁铝尖晶石荧光透明陶瓷的制备方法，属于荧光透明块体材料制备领域。

背景技术

随着白光发光二极管(Light Emitting Diode,LED)在照明领域的应用不断拓宽，在显示、交通、汽车等领域得到了广泛的使用。但随着LED芯片功率不断增大、LED发光模块表现出高度集成化，大功率白光LED产品的使用可靠性及稳定性成为制约产品发展的瓶颈。目前白光LED使用最广泛的封装方法是在芯片上涂覆荧光粉和一层折射率相对较高的透明胶层(环氧树脂及硅胶的混合物)，芯片激发荧光粉进行光转化后混合形成白光。但目前突出的问题在于，随着LED芯片功率的增大、芯片长时间点亮后，荧光粉和树脂的混合物靠热辐射及针脚的散热方式无法使热量及时排除，有机胶材料在高温时会老化变黄，出现偏蓝光或者偏黄光等问题，从而影响材料的显色性。除此之外，荧光粉涂覆的不均匀现象以及有机胶层在高温条件下出现的折射率不匹配的问题，还会导致LED器件的取光值降低。实现白光LED照明的主流方式是蓝光芯片激发黄色荧光粉复合获得白光。虽然技术已经十分成熟，但是缺点也非常明显，由于是黄光和蓝光二基色复合形成的白光，缺少了红色的成分，所以显色指数偏低、发光效率低、稳定性差，难以满足三基色荧光的需求。为解决这一问题，出现了紫外光或蓝光激发多种颜色荧光的白光LED。但是这类白光LED使用的大多是不同基质的荧光粉，而红色荧光粉的发光效率和稳定性不能与黄色和绿色荧光粉相比，还是会影响白光LED的发光效率。因此，不论采取目前使用的何种方式，红色荧光成分的缺失都制约了白光LED获得更好的色温和显色性。