荧光陶瓷及其制备方法技术

一种荧光陶瓷及其制备方法，所述荧光陶瓷包括MgO·nAl2O3基质(100)以及分布在MgO·nAl2O3基质中的荧光颗粒(200)，所述MgO·nAl2O3基质中Al2O3和MgO的摩尔比为1：n；其中，0.9≤n＜1，或者，1＜n≤2。本发明专利技术通过采用二次烧结制备的将荧光颗粒封装在内部的MgO·nAl2O3陶瓷，使得荧光陶瓷的烧结性能有所提高，有利于陶瓷致密化，减少了荧光陶瓷中的气孔的数量，降低了荧光陶瓷对可见光的散射，使得荧光颗粒性能更稳定，荧光颗粒不会出现因温度过高而性能衰退的现象。

Fluorescent ceramics and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
荧光陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及一种荧光陶瓷及其制备方法，属于荧光陶瓷制造

技术介绍
激光照明显示技术主要是通过荧光材料将蓝色激光转换成其他波长光，进而得到白光。随着激光显示和照明技术的不断发展，对于荧光材料要求也越苛刻，荧光材料需满足发光亮度高、光转换效率高、能承受大功率激光激发以及高的导热性等要求。现今，常见的荧光材料多由有机硅胶、有机树脂或无机玻璃对荧光颗粒进行封装所制备而成。蓝色激光在对荧光材料进行激发过程中，除了产生其他波长的可见光外还同时产生大量热量。若荧光材料导热性能较差，在大功率蓝色激光激发下，会导致荧光颗粒因温度上升而引发其光转换效率的不稳定，从而引起发光亮度低等一系列问题。而上述的荧光材料均存在导热性相对较差的问题。因此，激光照明显示技术的进一步发展亟需一种高导热性的荧光材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种荧光陶瓷及其制备方法，通过采用二次烧结制备的将荧光颗粒封装在内部的MgO·nAl2O3陶瓷，其中0.9≤n＜1或1＜n≤2，使得荧光陶瓷的烧结性能有所提高，有利于陶瓷致密化，减少了荧光陶瓷中的气孔的数量，降低了荧光陶瓷对可见光的散射，使得荧光颗粒性能更稳定，荧光颗粒不会出现因温度过高而性能衰退的现象。本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种荧光陶瓷，所述荧光陶瓷包括MgO·nAl2O3基质以及分布在MgO·nAl2O3基质中的荧光颗粒，所述MgO·nAl2O3基质中Al2O3和MgO的摩尔比为1：n；其中，0.9≤n＜1，或者，1＜n≤2。具体地，所述MgO·nAl2O3基质为MgO·nAl2O3陶瓷。所述荧光颗粒为YAG:Ce荧光颗粒。优选地，所述荧光颗粒的平均粒径为5μm-40μm。为了保证荧光陶瓷的光效及致密化，所述荧光陶瓷中荧光颗粒的含量为20wt％-80wt％。为了促进荧光陶瓷致密化，所述荧光陶瓷中还包括有烧结助剂，所述烧结助剂为氟化锂、氟化钙、氧化钇中的一种或多种复合掺杂。优选地，所述n的范围为：0.9≤n＜1，或者，1＜n≤1.5。本专利技术还提供一种荧光陶瓷的制备方法，包括以下步骤：S10：制备MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体，Al2O3粉和MgO粉的摩尔比为1：n，其中0.9≤n＜1，或者，1＜n≤2；S20：将MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体与荧光颗粒混合形成荧光陶瓷粉体；S30：将荧光陶瓷粉体压制为成型的素坯；S40：素坯排胶；S50：冷等静压排胶后的素坯；S60：热压烧结冷等静压后的素坯以形成荧光陶瓷；S70：高温退火荧光陶瓷。所述S10具体为：将Al2O3粉和MgO粉同球磨介质球磨，将球磨后的粉体进行烘干、研磨、过筛、煅烧，将煅烧后的粉体与球磨介质进行球磨、烘干、过筛处理后得到MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体。所述S20具体为：将所述MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体、荧光颗粒、烧结助剂以及粘结剂进行球磨混合，球磨后在50℃-80℃下进行真空干燥，研磨过筛后得到荧光陶瓷粉体。综上所述，本专利技术通过采用二次烧结制备的将荧光颗粒封装在内部的MgO·nAl2O3陶瓷，其中0.9≤n＜1或1＜n≤2，使得荧光陶瓷的烧结性能有所提高，有利于陶瓷致密化，减少了荧光陶瓷中的气孔的数量，降低了荧光陶瓷对可见光的散射，使得荧光颗粒性能更稳定，荧光颗粒不会出现因温度过高而性能衰退的现象。下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细地说明。附图说明图1为本专利技术荧光陶瓷的结构示意图。具体实施方式图1为本专利技术荧光陶瓷的结构示意图。如图1所示，本专利技术提供一种荧光陶瓷，所述荧光陶瓷包括MgO·nAl2O3基质100以及分布在MgO·nAl2O3基质中的荧光颗粒200，所述MgO·nAl2O3基质100中Al2O3和MgO的摩尔比为1：n；其中，0.9≤n＜1，或者，1＜n≤2。所述荧光颗粒200可以采用现有的荧光颗粒，如YAG:Ce荧光颗粒等。本专利技术中MgO·nAl2O3基质100为MgO·nAl2O3陶瓷，其与常见的镁铝尖晶石不同，其中n并非为1，正因如此，MgO·nAl2O3陶瓷虽然仍然为尖晶石结构，但由于配比的改变致使在MgO·nAl2O3陶瓷中两种不同价态的阳离子为了满足电荷平衡而形成部分的阳离子空位缺陷，即本专利技术MgO·nAl2O3基质100的结构为部分MgO或Al2O3固溶于镁铝尖晶石中。缺陷的存在势必会导致其性能的改变，如烧结性能提高等，而这些改变更有利于MgO·nAl2O3陶瓷致密化，减少了MgO·nAl2O3陶瓷中的气孔的数量，降低了陶瓷MgO·nAl2O3对可见光的散射。传统的陶瓷在可见的短波波长范围内的光透过率相对较低，在长波波长范围相对较高，短波波长透过率低会影响蓝光的透过从而降低荧光颗粒对蓝光的吸收，进而降低了蓝光转化效率，而MgO·nAl2O3陶瓷在整个可见光波段的透过率更为均匀。另外，MgO·nAl2O3陶瓷有着同蓝宝石和石英玻璃一样优良的光学性能，其光学透过率高，且与传统的硅胶和玻璃相比，还具有化学稳定性好等优点；同时MgO·nAl2O3较有机硅胶和有机树脂具有更高的热导率，能更好将荧光颗粒在蓝色激光激发下所产生的热量传导出去，使得荧光颗粒性能更稳定，荧光颗粒不会出现因温度过高而性能衰退的现象。所述MgO·nAl2O3陶瓷由Al2O3粉和MgO粉烧结而成，其中Al2O3粉和MgO粉的平均粒径为0.05μm-1μm。优选地，采用二次烧结的方法，即先将Al2O3粉和MgO粉制备成MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体，之后再将MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体与荧光颗粒混合成荧光陶瓷粉体后烧结，其中MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体的平均粒径为0.1μm-10μm，荧光颗粒的平均粒径为5μm-40μm，荧光陶瓷中荧光颗粒的含量为20wt％-80wt％。进一步地，所述荧光陶瓷粉体中还包括烧结助剂和粘结剂，粘结剂在荧光陶瓷中的含量为0.5wt％-5wt％，烧结助剂在荧光陶瓷中的含量为0.05wt％-1wt％。本专利技术还提供一种上述荧光陶瓷的制备方法，包括以下步骤：S10：制备MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体，Al2O3粉和MgO粉的摩尔比为1：n，其中0.9≤n＜1，或者，1＜n≤2；S20：将MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体与荧光颗粒混合形成荧光陶瓷粉体；S30：将荧光陶瓷粉体压制为成型的素坯；S40：素坯排胶；S50：冷等静压排胶后的素坯；S60：热压烧结冷等静压后的素坯以形成荧光陶瓷。进一步地，为了去除热压烧结过程中的残余碳，在S60之后，还可以对荧光陶瓷进行退火处理，即在S60之后还有S70：高温退火荧光陶瓷。具体来说，在S10中，Al2O3粉和MgO粉的平均粒径为0.05μm-1μm。首先将Al2O3粉和MgO粉同球磨介质(无水乙醇)球磨，将球磨后的粉体进行烘干、研磨、过筛处理，之后将粉体在马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为1000℃-1300℃，保温时间为1h-8h，将煅烧后的粉体与球磨介质(无水乙醇)进行球磨、烘干、过筛处理后得到MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体，球磨后的MgO·nAl2O3陶瓷前驱粉体的平均粒径为0.1μm-10μm。需要说明的是，经试验证明，当n＜0.9或者n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光陶瓷，其特征在于，所述荧光陶瓷包括MgO·nAl2O3基质(100)以及分布在MgO·nAl2O3基质中的荧光颗粒(200)，所述MgO·nAl2O3基质中Al2O3和MgO的摩尔比为1：n；其中，0.9≤n＜1，或者，1＜n≤2。

【技术特征摘要】
1.一种荧光陶瓷，其特征在于，所述荧光陶瓷包括MgO·nAl2O3基质(100)以及分布在MgO·nAl2O3基质中的荧光颗粒(200)，所述MgO·nAl2O3基质中Al2O3和MgO的摩尔比为1：n；其中，0.9≤n＜1，或者，1＜n≤2。2.如权利要求1所述的荧光陶瓷，其特征在于，所述MgO·nAl2O3基质(210)为MgO·nAl2O3陶瓷。3.如权利要求1所述的荧光陶瓷，其特征在于，所述荧光颗粒为YAG:Ce荧光颗粒。4.如权利要求1所述的荧光陶瓷，其特征在于，所述荧光颗粒的平均粒径为5μm-40μm。5.如权利要求1所述的荧光陶瓷，其特征在于，所述荧光陶瓷中荧光颗粒的含量为20wt％-80wt％。6.如权利要求1所述的荧光陶瓷，其特征在于，所述荧光陶瓷中还包括有烧结助剂，所述烧结助剂为氟化锂、氟化钙、氧化钇中的一种或多种复合。7.如权利要求1所述的荧光陶瓷，其特征在于，所述n的范围为：0.9≤n＜1，或者，1＜n≤1.5。8.一种荧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乾，简帅，王艳刚，许颜正，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44