[发明专利]一种绿色荧光复合陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种绿色荧光复合陶瓷及其制备方法和应用。绿色荧光复合陶瓷主要由稀土铝酸盐石榴石和氧化铝两种晶体组成，按化学组成Lu_3‑x‑zCe_zRe_xAl_yO₁₂的元素计量比制备而成，其中，Re为Y、Gd中的至少一种，x、y、z的取值范围分别为：0≤x≤2，6＜y≤20，0＜z≤0.3，且公开了绿色荧光复合陶瓷的制备方法及绿色荧光复合陶瓷在基于大功率蓝光LED或LD的固态照明与显示的应用。本发明制备的绿色荧光复合陶瓷，其量子效率高、热稳定性优异，且制备方法简单，在常压下通过玻璃晶化的方式即可得到致密度高、透过率可调的绿色荧光透明陶瓷，并且制备的绿色荧光透明陶瓷可以通过与大功率蓝光LED或LD等固态激发光源组合封装出高功率发光器件。

技术领域

本发明属于固体发光材料的一种复合陶瓷，具体涉及一种绿色荧光复合陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

白光LED因具有高效、环保、长寿命、体积小等许多优点而应用广泛，并已经逐渐取代传统照明光源。半导体固态照明光源正朝着高稳定性、高光学品质和高激发密度的方向发展，有望应用于汽车大灯、隧道灯、强力探照灯等特殊照明领域。以大功率LED或者激光二极管(LD)等作为激发光源的高功率荧光转换型固态照明光源在运行时会产生巨大的热量，使得器件的运行温度大于150℃。然而，由于有机封装材料物理化学稳定性差且热导率低，传统的“荧光粉+硅胶”型有机-无机复合荧光转换体，无法应用于高功率固态照明，特别是激光照明领域。

作为一种块体材料，荧光陶瓷是一种全无机荧光转换体。它不但能够拥有荧光晶体的高荧光量子效率和高热导率，还能通过组分调控、烧结过程的控制实现对透明度的调控，进而优化其对光的散射、透过和吸收。

绿色荧光陶瓷能够被应用于高品质绿色照明或者宽色域显示等领域，如专利文献《一种绿色荧光透明陶瓷的制备方法和应用》(CN 110204324A)就公开了一种绿色硅酸盐石榴石荧光透明陶瓷及其应用。铝酸盐石榴石相比于硅酸盐石榴石，具有更高的热导率和光谱可调性，但是目前稀土铝酸盐(Re₃Al₅O₁₂)石榴石荧光陶瓷的制备方法均采用高压、高真空烧结技术。如专利文献《一种用于高光效LED的绿光透明陶瓷荧光体的制备方法》(CN104891967A)公开了一种绿色透明陶瓷(Ce_x％Lu_100％-x％)₃Al₅O₁₂的制备方法其制备时采用了冷等静压(150～300Mpa)和高真空烧结，其工艺复杂，重复性差。又如，专利文献《一种石榴石型铝酸盐荧光陶瓷的制备方法及所制成的荧光陶瓷》(CN 104909741 A)公开了一种石榴石型荧光陶瓷的制备方法，其制备时采用了真空电子束熔炼技术，并且在0.01-100Pa的高真空下进行热处理，制备成本极高。高压、高真空等致密化烧结的工艺复杂、成本高昂极大地限制了荧光陶瓷在高功率照明领域的广泛应用。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种绿色荧光复合陶瓷；本发明的另一目的在于提供上述绿色荧光复合陶瓷的无需高压和高真空的制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一、一种绿色荧光复合陶瓷：

绿色荧光复合陶瓷主要由稀土铝酸盐石榴石和氧化铝两种晶体组成，按化学组成Lu_3-x-zRe_xAl_yO₁₂：zCe的元素计量比制备而成，其中，Re为Y、Gd中的至少一种，x、y、z的取值范围分别为：0≤x≤2，6＜y≤20，0＜z≤0.3。

二、一种绿色荧光复合陶瓷的制备方法，包括以下具体步骤：