[發明專利]陶瓷復合材料及其制備方法、波長轉換器

在審

• 申請號: 201610809930.0
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN107797312A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 張紅秀;鄭鵬;李屹
• 申請（專利權）人: 深圳市光峰光電技術有限公司
• 主分類號: G02F1/055
• 分類號: G02F1/055
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所44287
• 代理人: 胡海國

1.一種陶瓷復合材料，包括陶瓷本體，所述陶瓷本體為鈰摻雜石榴石結構發光陶瓷，所述鈰作為所述陶瓷復合材料的光學活性中心，其特征在于，所述陶瓷復合材料還包括若干間隔設置且均勻分布的離子注入件，所述離子注入件通過離子注入的方式形成并容納于所述陶瓷本體中，所述離子注入件中為氣孔和/或固體顆粒，所述氣孔內含有氫氣、氮氣或稀有氣體中的至少一種，所述固體顆粒為光吸收系數小于0.01cm^-1的氧化物顆粒。

2.如權利要求1所述的陶瓷復合材料，其特征在于，所述鈰摻雜石榴石結構發光陶瓷為Ce:Y₃Al₅O₁₂、Ce:Lu₃Al₅O₁₂、Ce:Gd₃Al₅O₁₂、Ce:Tb₃Al₅O₁₂、Ce:Y₃Ga₅O₁₂、Ce:Lu₃Ga₅O₁₂、Ce:Gd₃Ga₅O₁₂及Ce:Tb₃Ga₅O₁₂中的至少一種。

3.如權利要求1所述的陶瓷復合材料，其特征在于，所述離子注入件為氧化鈦或氧化鋁。

4.如權利要求1所述的陶瓷復合材料，其特征在于，所述若干離子注入件占陶瓷復合材料體積的比例為3～5％，所述離子注入件的平均直徑為0.8～2μm。

5.一種波長轉換器，包含權利要求1-4中任一項權利要求所述的陶瓷復合材料。

6.一種陶瓷復合材料的制備方法，其包括以下步驟：

提供一陶瓷本體，所述陶瓷本體為鈰摻雜石榴石結構發光陶瓷；

離子注入：對所述陶瓷本體進行離子注入處理，在所述陶瓷本體內形成若干離子注入件，所述離子注入件為氣孔和/或固體顆粒，該離子注入件在所述陶瓷本體內部為散射中心。

7.如權利要求6所述的陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述氣孔內含有氫氣、氮氣或稀有氣體中的至少一種，所述固體顆粒為光吸收系數小于0.01cm^-1的氧化物顆粒；所述離子注入件的平均直徑為0.8～2μm。

8.如權利要求6所述的陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述離子注入的步驟包括：在6～7MeV的能量范圍內，以至少兩種不同的離子注入能量依次向所述陶瓷本體中注入離子。

9.如權利要求6所述的陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述離子注入步驟中，離子注入深度為40～60μm。

10.如權利要求6所述的陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，在所述離子注入步驟之后，還包括退火步驟。

11.如權利要求10所述的陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述離子注入步驟中，注入離子為氫離子、氦離子、氮離子或氖離子中的一種，所述離子注入件為包括氫氣、氮氣、氦氣或氖氣的氣孔；

所述退火步驟后，所述氣孔的體積增大。

12.如權利要求10所述的陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，

所述離子注入步驟包括第一離子注入步驟和第二離子注入步驟，所述第一離子注入包括將第一離子注入到所述陶瓷本體內，所述第二離子注入包括將氧離子注入到所述陶瓷本體內，所述第一離子注入步驟的離子注入深度與所述第二離子注入步驟的離子注入深度相同，所述第一離子為鈦離子或鋁離子；

在所述退火步驟中，鈦或鋁與氧發生氧化反應生成氧化物顆粒。