[發明專利]一種發光陶瓷材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610098239.6
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105753480B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 解榮軍
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C09K11/64
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

1.一種發光陶瓷材料，其特征在于為透明或/和半透明紅色熒光陶瓷，所述紅色熒光陶瓷為在具有與CaAlSiN₃結晶相相同的晶體結構中固溶有活化劑Eu而形成，其化學式為Ca_1-x-y-zM_yEu_xAl_1-zSi_1+zN_3-zO_z的熒光粉為原料，其中0<x≤0.2，0≤y<1，0≤z<3，M＝Sr,Ba,Mg,Li,La金屬元素中的至少一種，通過添加Si₃N₄和SiO₂助熔劑，在氮氣氣氛或者氮氣-氫氣混合氣氛下加壓燒結或者常壓燒結制得致密的發光陶瓷。

2.如權利要求1所述一種發光陶瓷材料，其特征在于所述紅色熒光陶瓷的結晶以包含其它結晶或非結晶化合物的混和物的方式被生成，在該混和物中，所述紅色熒光陶瓷結晶的質量含量不少于40％。

3.如權利要求1所述一種發光陶瓷材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)按照所述化學式的化學計量比，以氮化物、氧化物或合金化合物，作為起始原料，在手套箱中混合制得原料混合物，于1600～1800℃溫度下保溫燒結制得紅色熒光粉體；

2)將所制得的紅色熒光粉體與Si₃N₄和SiO₂助熔劑混合后，轉移至石墨模具中，其中石墨模具、上壓頭、下壓頭都通過石墨紙與原料粉體隔離開，然后將石墨模具置于放電等離子體燒結爐中，于氮氣氣氛或者氮氣-氫氣混合氣氛下，單軸壓力30～60MPa，升溫速率300℃/min，燒結溫度1400～1550℃，保溫時間3～10min，燒結制得發光陶瓷材料。

4.如權利要求3所述一種發光陶瓷材料的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述氮化物、氧化物或合金化合物選自Ca₃N₂、Sr₃N₂、Ba₃N₂,Mg₃N₂,Li₃N、EuN、Si₃N₄、AlN、SiO₂、CaO、CaAl、CaSi、SrAl、SrSi、EuSi、Ca_1-x-y-zM_yEu_xAl_1-zSi_1+z中的一種，其中M＝Sr,Ba,Mg,Li,La金屬元素中的至少一種。

5.如權利要求3所述一種發光陶瓷材料的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述氮化物、氧化物或合金化合物的粒徑為微米、亞微米或納米級。

6.如權利要求3所述一種發光陶瓷材料的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述紅色熒光粉體、原料粉體的粒徑為微米、亞微米或納米級。

7.如權利要求3所述一種發光陶瓷材料的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所得紅色熒光陶瓷采用研磨、拋光或熱處理對所得紅色熒光陶瓷的厚度和表面粗糙度進行調整；所述熱處理的溫度大于1000℃且小于所述燒結溫度，熱處理的時間為1～10h。

8.如權利要求1所述發光陶瓷材料在制備照明或顯示器具中應用，所述照明或顯示器具包括激發光源和紅色熒光陶瓷中的一種。

9.如權利要求8所述應用，其特征在于所述激發光源為發射波長為330～420nm的紫外發光元件或者發射波長為420～500nm的藍光發光元件。

10.如權利要求8所述應用，其特征在于所述照明或者顯示器為依靠420～500nm的激發光而在500～560nm的波長范圍具有發射峰的綠色熒光陶瓷、和/或依靠420～500nm的激發光而在560～610nm的波長范圍具有發射峰的黃色熒光陶瓷、和/或依靠420～500nm的激發光而在610～650nm的波長范圍具有發射峰的紅色熒光陶瓷；

所述綠色熒光陶瓷是Ce活化的镥鋁石榴石陶瓷，或Eu活化的β-塞隆陶瓷，所述黃色熒光陶瓷是Ce活化的釔鋁石榴石陶瓷或Eu活化的ɑ-塞隆陶瓷。