[發明專利]一種氮化鋁基質的熒光陶瓷的制備方法及相關熒光陶瓷

有效

• 申請號: 201610156483.3
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN107200588B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 李乾;許顏正
• 申請（專利權）人: 深圳光峰科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/581
• 分類號: C04B35/581;C04B35/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明保護一種本發明保護一種氮化鋁基質的熒光陶瓷的制備方法，依序包括以下步驟：混料：將粒徑為0.1～1μm的氮化鋁、粒徑為0.05～1μm的燒結助劑、粒徑為10～30μm的熒光粉與溶劑均勻混合，得到氮化鋁?燒結助劑?熒光粉漿料；除雜：將漿料干燥，然后煅燒，獲得氮化鋁?燒結助劑?熒光粉粉末；熱處理：將粉末熱處理，得到熒光陶瓷，其中，氮化鋁?燒結助劑?熒光粉粉末在熱處理前和/或熱處理中經過5MPa以上高壓處理，熱處理溫度為1500～1850℃，熱處理在無氧氣氛下進行。該制備方法使得在熱處理過程中，燒結助劑和氮化鋁先后進入液相，而且其進入液相的溫度較低，避免了對本發明粒徑下的熒光粉的晶體形貌造成影響，使得燒結出的熒光陶瓷能夠保證良好的發光效率。

技術領域

本發明涉及熒光陶瓷領域，特別是涉及一種氮化鋁基質的熒光陶瓷的制備方法及相關熒光陶瓷。

背景技術

藍色激光激發熒光材料獲得可見光的技術，隨著激光顯示技術的發展不斷獲得重視，當前的研究大方向主要是針對激光激發熒光粉的特性來開發新型的熒光材料(波長轉換材料)，主要的要求是發光亮度高、能夠承受大功率激光照射、光學轉換效率高、導熱性能高等特點。

傳統的熒光陶瓷主要針對LED的發光特性開發，由于LED芯片的功率較小，發出的藍光功率密度較低，因此針對LED開發的發光陶瓷的發光效率并沒有得到足夠的重視。比如常見的YAG熒光陶瓷主要由原料粉末Al₂O₃、Y₂O₃、CeO₂煅燒后，壓力機下壓制成片，然后燒結得到熒光陶瓷。由于熒光陶瓷一般覆蓋LED表面，需追求一定的透光性能，因此YAG熒光陶瓷比較偏向透光度性能，其中的晶粒成長程度較低，導致其發光亮度偏低。此外，傳統的YAG陶瓷的熱導率也相對較低，一般為10～14W/(m·K)，隨著激光光源技術的發展，光源功率越來越大，要求光轉換材料具有更高的熱導性能，能夠將光轉化過程中產生的大量熱量迅速的傳遞出去。

因此，一種獲得高熱導率、高發光效率的熒光陶瓷的制備方法亟待開發。

發明內容

針對上述現有技術中，制備得到的熒光陶瓷熱導率低、發光效率低的缺陷，本發明提供一種獲得高熱導率、高發光效率的熒光陶瓷的制備方法，依序包括以下步驟：

混料：將氮化鋁粉末、燒結助劑、熒光粉與溶劑均勻混合，得到氮化鋁-燒結助劑-熒光粉漿料，氮化鋁的粒徑為0.1～1μm，熒光粉的粒徑為10～30μm，燒結助劑的粒徑為0.05～1μm；除雜：將氮化鋁-燒結助劑-熒光粉漿料干燥，然后將其在有氧氣氛下煅燒，除去其中的水和有機物，獲得氮化鋁-燒結助劑-熒光粉粉末；熱處理：將氮化鋁-燒結助劑-熒光粉粉末熱處理，得到熒光陶瓷，其中，該氮化鋁-燒結助劑-熒光粉粉末在熱處理前和/或熱處理中經過5MPa以上高壓處理，使氮化鋁-燒結助劑-熒光粉粉末保持致密，熱處理溫度為1500～1850℃，熱處理在無氧氣氛下進行。

優選地，熒光粉包括YAG:Ce³⁺或LuAG:Ce³⁺，燒結助劑包括Y₂O₃、CaO、CaC₂、La₂O₃或Dy₂O₃。

優選地，熒光粉占氮化鋁、燒結助劑和熒光粉粉末總量的質量百分比為30～80％，氮化鋁占氮化鋁、燒結助劑和熒光粉粉末總量的質量百分比為17～69.5％，燒結助劑占氮化鋁、燒結助劑和熒光粉粉末總量的質量百分比為0.5～3％。

優選地，混料步驟包括，首先將氮化鋁和燒結助劑裝入球磨罐，加入研磨溶劑、增稠劑和分散劑，進行第一次球磨；然后將熒光粉加入球磨罐，進行第二次球磨，其中，第一次球磨時間大于第二次球磨時間。

優選地，熱處理步驟中，熱處理在氮氣、氮氣氫氣混合氣、惰性氣體或真空氣氛下進行。