[发明专利]一种新型红色荧光陶瓷片及其制备方法

说明书

一种新型红色荧光陶瓷片及其制备方法，属于发光材料制备应用技术领域。化学组分为K₂SiF₆:xMn⁴⁺，其中x为质量分数，0＜x≤0.01，采用热压制备了荧光陶瓷片，通过在本发明限定的Mn⁴⁺浓度下掺杂，降低了上转换和温度上升时的发光损失，特别是在更高的光通量下，大大提高了热稳定性。本发明提供的产品性能稳定。

技术领域

本发明提供一种新型红色荧光陶瓷片及其制备方法，属透明陶瓷材料制备应用技术领域。

背景技术

商业、住宅等生活及高性能要求照明正在大规模应用荧光转换的白光发光二极管（pc-LEDs）。由于LED具有更高的能量转换效率、更长的使用寿命、成本低以及环保等优点，LED正在取代其他照明技术。在pc-LED中，蓝色发光的InGaN芯片通常与一个或多种绿色-黄色铈掺杂石榴石荧光粉，以及一个红色荧光粉，来显示白光发射。用于LED照明的红色荧光粉一直是最近研究的主题，它要求在450nm处有很强的吸收和630nm左右的窄发射，而要求650nm以上的发射极低，以获得最佳的发射性能。

LED封装通常利用荧光粉来涂覆LED芯片，这对于低到中等蓝光通量来说效果很好。然而，对于高驱动应用，例如在汽车前灯中，通常使用单片式半透明荧光陶瓷片。陶瓷片在更高的热导率有助于散热，因为热淬火会降低高温下的量子效率。这在高光通量应用中尤为重要。高散射的荧光粉材料仅能设计较短的泵浦光路长度。无法降低激活剂的浓度，进一步减少浓度淬灭和热淬灭的损失，从而降低了高温和高光通量的效率。因此在需要大功率的场景时，需要降低荧光粉内部的散射，将其转变为更加致密的材料。

发明内容

1. 为了解决上述问题，本发明提供了一种新型红色荧光陶瓷片及其制备方法，化学组分为K₂SiF₆:xMn⁴⁺，其中x为质量分数，0＜x≤0.01，采用热压制备了荧光陶瓷片，通过在本发明限定的Mn⁴⁺浓度下掺杂，降低了上转换和温度上升时的发光损失，特别是在更高的光通量下。

2. 本发明的技术方案如下：

首先，合成K₂SiF₆:Mn⁴⁺粉体，按照化学计量比称取纯度大于99.9%的商业K₂SiF₆和MnO₂作为原料，将未掺杂的K₂SiF₆粉体和MnO₂在玛瑙研钵中研磨混合后在300~500℃的流动HF气体下处理加热10~30分钟，重复2~3次。然后热压制备陶瓷，将K₂SiF₆:Mn⁴⁺粉体装入钢模中，内衬石墨箔。然后将模具装入单轴热压机，在300~500℃的真空度小于1×10^-6Pa的真空中以150~200MPa压制，并保压2~4小时。，然后缓慢均匀释放压力，均匀释放压力至常压，，最后对陶瓷片的表面进行抛光，得到荧光陶瓷片。

本发明的有益效果在于：

1. 在本发明限定的Mn⁴⁺掺杂浓度下制备的荧光陶瓷片，降低了上转换和温度上升时的发光损失，特别是在更高的光通量下，提高了热稳定性；

2. 本发明提供的方法在制备荧光陶瓷片的过程中，选用高纯的原料粉体，并严格控制杂质的引入，非常适合用于该荧光陶瓷片的制备。

附图说明

图1为实施例1、2、3、4、5制备荧光陶瓷片的实物图片；

图2为实施例1、2、3、4、5制备不同掺杂浓度的荧光陶瓷片在450nm激发下的发射光谱图；

图3 中A、B分别为实施例2制备荧光陶瓷与实施例6制备的荧光粉的在300摄氏度以内的发射光谱图。

具体实施方式