[发明专利]一种低温合成粒度可控YAG荧光材料的制备技术

说明书

本发明公开了一种粒度调控YAG荧光材料的制备技术，该技术以Al₂O₃、Y₂O₃、CeO₂粉体为原料，引入NaCl、KCl、LiF、CaCl₂、BaCl₂、MgCl₂、NaF、KF、CaF₂、BaF₂、MgF₂等低熔点且易于溶于水的金属卤化合物，通过控制碱金属卤化物的用量、种类，在低温下溶解，进而使反应物均匀分散在溶液内，并增强其在液相中的流动性，从而达到在降低烧结温度的同时调控荧光材料粒度的目的，实现以较低温度烧结粒度可控的微纳米级YAG荧光材料。

技术领域

本发明涉及一种在低温下合成粒度可控YAG荧光材料的制备技术，该技术能够实现在较低的低温度下，获得微纳米级YAG荧光材料，属于光电功能材料技术领域。

背景技术

随着科技的进步，人类对于光的需求越来越大。从第二次工业革命爱迪生发明了白炽灯开始到现在的白光LED灯，人工照明成了人们不可缺少的一部分。白炽灯作为应用最早的照明光源，能耗大，效率低等缺点。为了解决这一问题，人类不断地探索新的照明光源，在20世纪90年代，白光LED进入了人们的视线中。白光LED相对于白炽灯具有发光效率高、能量损耗低、对环境破坏小、使用寿命长等优点，在当今已经被广泛使用。因此，如何改进白光LED的发光效率、减小能耗、增长寿命对照明技术的发展具有重大意义。

作为白光LED的核心，YAG:Ce³⁺荧光粉具有发光强度高，物理化学性质稳定，使用寿命长，耐高温等优良性质，被广泛用于白光LED。目前，制备YAG:Ce³⁺荧光粉的方法多种多样，一些湿化学法制备出的荧光粉具有发光强度低，能耗大，形貌不均匀等缺点。在白光LED不断发展的过程中，人们发现粒径较小、分散均匀的荧光粉更有利于白光LED的发光效果。2009年Shih Chieh Huang等人发现YAG:Ce³⁺荧光粉粒径越小，白光LED的封装效率越高，这是由于细颗粒荧光粉可以减少内散射，这一发现可以有效降低白光LED荧光粉用量。2011年冯翰等人发现荧光粉沉降会影响白光LED的一致性，并计算出了颗粒的沉降速度与粒径的关系。2019年，周晖雨等利用直流热压装置，以合适的温度对混合氧化物进行加压加热，后将其进行破碎研磨处理，得到不同粒度的YAG荧光粉。2020年，董岩等采用有机溶胶与水溶性盐混合，形成凝胶，经高温段稍后生成YAG，可以快速批量制备，用于LED及陶瓷制备。

发明内容

本发明的目的在于采用低温合成技术制备粒度可控的YAG荧光材料。本发明技术以Al₂O₃、Y₂O₃、CeO₄粉体为原料，引入NaCl、KCl、LiF、CaCl₂、BaCl₂、MgCl₂、NaF、KF、CaF₂、BaF₂、MgF₂等低熔点且易于溶于水的金属卤化合物，通过控制低熔点金属卤化物的用量、种类，增强反应组分在液相中的流动性，从而达到在降低烧结温度的同时调控荧光材料粒度的目的，实现以较低温度烧结YAG微纳米级粒度可控的荧光材料。