一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法及相关发光陶瓷技术

本发明专利技术公开了一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法及相关发光陶瓷，其方法包括：氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体与可溶性钇盐溶液在沉淀剂的存在下，发生反应生成包覆型的氧化铈‑氧化铝‑氧化钇前驱体复合粉体材料后，经焙烧后得到包覆型的氧化铈‑氧化铝‑氧化钇复合粉体；再依次经过造粒、过筛、压片和烧结后，得到Ce掺杂YAG发光陶瓷。使用本发明专利技术的制备方法得到的复合粉体中，铈与氧化钇充分均匀地相互接触，钇与氧化铝充分均匀地相互接触，提高了钇进入铝晶格中和铈进入钇晶格中的反应效率，从而提高发光陶瓷的相纯度，而该制备方法工艺简单，生产周期缩短，降低成本，适合批量生产，能提高生产效率。

Preparation of a Ce doped YAG luminescent ceramic and related luminescent ceramics

【技术实现步骤摘要】
一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法及相关发光陶瓷
本专利技术涉及YAG发光陶瓷
，尤其涉及一种基于包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法及其制得的Ce掺杂YAG发光陶瓷。
技术介绍
随着半导体光源行业的飞速发展，具有大功率、小光斑和超高亮度的光源的应用越来越广泛，而采用硅胶来封装荧光粉材料受激发光，已经很难承受其激发光的高功率密度。目前，最常用的是采用透明的玻璃材料作为粘结剂来封装荧光粉，但是，大功率带来的高热量的积累，使得荧光粉出现热饱和现象，长期使用的亮度衰减较为明显，其主要原因是玻璃的导热性能较差，散热效果一般。针对这一原因，人们致力于研究Ce掺杂YAG发光陶瓷。在YAG陶瓷的制备过程中，首先是把固体原料氧化铝和氧化钇互相混合，然后进行长时间的加热，使反应物在高温下通过接触界面发生离子的自扩散和互扩散，或者使原有化学键发生断裂，这种变化向固体原料内部或者深度扩散，从而导致新的物相生成。氧化钇颗粒与氧化铝颗粒混合过程中，虽然采用的是纳米粉体原料，经过研磨和球磨混料，但是由于粉体自身的软团聚和硬团聚使得二者接触未能达到纳米级别。这种固相之间混料分散不均匀的问题，在固固反应的YAG:Ce制备中，会存在很多缺陷和反应不完全等问题。造成钇在铝的晶格分布为局部偏高，造成很多杂相，使得发光陶瓷的相纯度很低，存在很多中间相产物。而上述问题均会直接影响发光陶瓷的发光效率。要提升Ce掺杂YAG发光陶瓷的发光效率，关键在于改善钇掺杂均匀性，提升钇在固相法混料中的分散性能，提高发光陶瓷的相纯度。有效的方法是钇以液相的形式加到原料配方中，传统的共沉淀法是将铈、钇和铝三者的硝酸盐在液相下混合共同沉淀在一起制备Ce掺杂YAG前驱体粉体，该方法虽然解决了混料不均匀的问题，但是需要配置大量的盐溶液和酸碱溶液，制备工艺复杂、周期长，废弃的酸碱盐溶液较多，造成环境污染较严重，对设备的腐蚀性较强。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法及其制得的Ce掺杂YAG发光陶瓷，该方法工艺简单，只需使用少量酸碱盐溶液，对环境无污染。本专利技术通过如下技术方案实现：根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了第一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法，包括：(1)制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体：将氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体与可溶性钇盐溶液在沉淀剂的存在下，发生反应生成包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料后，经焙烧后得到氧化钇包覆在氧化铈和氧化铝的表面的包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体；(2)制备Ce掺杂YAG发光陶瓷：所述氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体经过造粒、过筛、压片和烧结后，得到Ce掺杂YAG发光陶瓷。其中，本专利技术中制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的第一种方案的具体步骤如下：(a)配制氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体混合的悬浊液：将经过预处理的氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体加入到所述沉淀剂的溶液中并分散均匀，得到均匀的悬浊液；(b)配制可溶性钇盐溶液：取预定量的可溶性钇盐加入到水中得到可溶性钇盐溶液；(c)沉淀包覆：将所述钇盐溶液缓慢滴加入所述悬浊液中，搅拌陈化，得到混合溶液，将所述混合溶液固液分离，并将其中的固体成分水洗并干燥，得到包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料；(d)焙烧前驱体：将包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料焙烧，得到包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体。进一步地，按照钇的物质的量、铝的物质的量与铈的物质的量的比3(1-x):5:3x，其中0<x<0.1，配置所述氧化铈纳米粉体、所述氧化铝粉体和所述可溶性钇盐。本专利技术中制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的第二种方案的具体步骤如下：(a)分别配制氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体的悬浊液：将经过预处理的氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体分别加入到所述沉淀剂的溶液中并分散均匀，分别得到均匀的氧化铈悬浊液和氧化铝悬浊液；(b)配制可溶性钇盐溶液：分别取两份预定量的可溶性钇盐加入到水中，分别得到可溶性钇盐溶液A和可溶性钇盐溶液B；(c)沉淀包覆：将所述钇盐溶液A缓慢滴加入所述氧化铈悬浊液中，将所述钇盐溶液B缓慢滴加入所述氧化铝悬浊液中，搅拌陈化，分别得到混合溶液A和混合溶液B，将所述混合溶液A和混合溶液B固液分离，并将其中的固体成分水洗并干燥，分别得到包覆型的氧化铈-钇盐前驱体复合粉体材料和包覆型的氧化铝-钇盐前驱体复合粉体材料；(d)焙烧前驱体：将包覆型的氧化铈-钇盐前驱体复合粉体材料和包覆型的氧化铝-钇盐前驱体复合粉体材料焙烧，分别得到包覆型的氧化铈-氧化钇复合粉体和包覆型的氧化铝-氧化钇复合粉体。进一步地，按照钇的物质的量、铝的物质的量与铈的物质的量的比3(1-x):5:3x，其中0<x<0.1，配置所述氧化铈纳米粉体、所述氧化铝粉体和所述可溶性钇盐。进一步地，可溶性钇盐溶液A中钇盐的物质的量和可溶性钇盐溶液B中钇盐的物质的量的比值为2.5/3x。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种Ce掺杂YAG发光陶瓷，由上述第一种制备方法制得。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了第二种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法，包括：(1)制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体：将氧化铈纳米粉体、氧化铝粉体和氧化钇纳米粉体，与可溶性钇盐溶液在沉淀剂的存在下，发生反应生成包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料后，经焙烧后得到氧化钇包覆在氧化铈、氧化铝和氧化钇的表面的包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体；(2)制备Ce掺杂YAG发光陶瓷：氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体经过造粒、过筛、压片和烧结后，得到Ce掺杂YAG发光陶瓷。进一步地，本专利技术中的第三种制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的方案的具体步骤如下：(a)配制氧化铈纳米粉体、氧化钇纳米粉体和氧化铝粉体混合的悬浊液：将经过预处理的氧化铈纳米粉体、氧化钇纳米粉体和氧化铝粉体加入到所述沉淀剂的溶液中并分散均匀，得到均匀的悬浊液；(b)配制可溶性钇盐溶液：取预定量的可溶性钇盐加入到水中得到可溶性钇盐溶液；(c)沉淀包覆：将所述钇盐溶液缓慢滴加入悬浊液中，搅拌陈化，得到混合溶液，将所述混合溶液固液分离，并将其中的固体成分水洗并干燥，得到包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料；(d)焙烧前驱体：将包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料焙烧，得到包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体。进一步地，按照钇的物质的量、铝的物质的量与铈的物质的量的比3(1-x):5:3x，其中0<x<0.1，配置所述氧化铈纳米粉体、所述氧化铝粉体和钇的化合物，所述钇的化合物包括氧化钇纳米粉体和可溶性钇盐；所述氧化钇纳米粉体中钇的物质的量的取值范围是0<nA<3(1-x)，其中0<x<0.1，所述可溶性钇盐溶液中钇的物质的量为nB＝3(1-x)-nA，其中0<x<0.1。本专利技术的第一至第三种制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的方案中，沉淀剂为可溶性碳酸氢盐。进一步地，在上述沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述方法包括：（1）制备氧化铈‑氧化铝‑氧化钇复合粉体：将氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体与可溶性钇盐溶液在沉淀剂的存在下，发生反应生成包覆型的氧化铈‑氧化铝‑氧化钇前驱体复合粉体材料后，经焙烧后得到氧化钇包覆在氧化铈和氧化铝的表面的包覆型的氧化铈‑氧化铝‑氧化钇复合粉体；（2）制备Ce掺杂YAG发光陶瓷：所述氧化铈‑氧化铝‑氧化钇复合粉体经过造粒、过筛、压片和烧结后，得到Ce掺杂YAG发光陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述方法包括：（1）制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体：将氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体与可溶性钇盐溶液在沉淀剂的存在下，发生反应生成包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料后，经焙烧后得到氧化钇包覆在氧化铈和氧化铝的表面的包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体；（2）制备Ce掺杂YAG发光陶瓷：所述氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体经过造粒、过筛、压片和烧结后，得到Ce掺杂YAG发光陶瓷。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的步骤包括：（a）配制氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体混合的悬浊液：将经过预处理的氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体加入到所述沉淀剂的溶液中并分散均匀，得到均匀的悬浊液；（b）配制可溶性钇盐溶液：取预定量的可溶性钇盐加入到水中得到可溶性钇盐溶液；（c）沉淀包覆：将所述钇盐溶液缓慢滴加入所述悬浊液中，搅拌陈化，得到混合溶液，将所述混合溶液固液分离，并将其中的固体成分水洗并干燥，得到包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料；（d）焙烧前驱体：将包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇前驱体复合粉体材料焙烧，得到包覆型的氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，按照钇的物质的量、铝的物质的量与铈的物质的量的比3(1-x):5:3x，其中0<x<0.1，配置所述氧化铈纳米粉体、所述氧化铝粉体和所述可溶性钇盐。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备氧化铈-氧化铝-氧化钇复合粉体的步骤包括：（a）分别配制氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体的悬浊液：将经过预处理的氧化铈纳米粉体和氧化铝粉体分别加入到所述沉淀剂的溶液中并分散均匀，分别得到均匀的氧化铈悬浊液和氧化铝悬浊液；（b）配制可溶性钇盐溶液：分别取两份预定量的可溶性钇盐加入到水中，分别得到可溶性钇盐溶液A和可溶性钇盐溶液B；（c）沉淀包覆：将所述钇盐溶液A缓慢滴加入所述氧化铈悬浊液中，将所述钇盐溶液B缓慢滴加入所述氧化铝悬浊液中，搅拌陈化，分别得到混合溶液A和混合溶液B，将所述混合溶液A和混合溶液B固液分离，并将其中的固体成分水洗并干燥，分别得到包覆型的氧化铈-钇盐前驱体复合粉体材料和包覆型的氧化铝-钇盐前驱体复合粉体材料；（d）焙烧前驱体：将包覆型的氧化铈-钇盐前驱体复合粉体材料和包覆型的氧化铝-钇盐前驱体复合粉体材料焙烧，分别得到包覆型的氧化铈-氧化钇复合粉体和包覆型的氧化铝-氧化钇复合粉体。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，按照钇的物质的量、铝的物质的量与铈的物质的量的比3(1-x)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乾，陈雨叁，许颜正，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44