[發明專利]一種Cr3+

有效

• 申請號: 201710307882.X
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107602109B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王皓;左文杰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/443
• 分類號: C04B35/443;C04B35/626;C04B35/645
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

本發明涉及一種Cr³⁺摻雜富鋁鎂鋁尖晶石熒光透明陶瓷及其制備方法。其為單相鎂鋁尖晶石結構，結構式為Mg_8?3yAl_16?2x+2yCr_2x□_yO₃₂，其中0.0005≤x≤0.01、0.3≤y≤1.5，□為八面體空位數。制備：首先通過低溫預燒結制備MgAl₂O₄:Cr³⁺單相陶瓷粉體，然后以MgAl₂O₄:Cr³⁺和Al₂O₃粉末為原料預燒制備得到與富鋁鎂鋁尖晶石熒光透明陶瓷化學組成相同的MgAl₂O₄:Cr³⁺/Al₂O₃復相、氣孔封閉致密的燒結體，再在單相富鋁鎂鋁尖晶石形成溫度以上進行熱等靜壓處理，在此處理過程中MgAl₂O₄和Al₂O₃進一步發生固相反應制得。本發明在保證透明陶瓷透過率的前提下，通過基體的變化實現對材料熒光性能的調控，提高材料的顯色性。使用熒光透明陶瓷塊體材料代替有機膠封裝粉體的方式，有助于解決散熱與光效率轉換的問題，有望提高LED器件的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種陶瓷材料的制備方法，特別涉及一種鉻摻雜富鋁鎂鋁尖晶石熒光透明陶瓷的制備方法，屬于熒光透明塊體材料制備領域。

背景技術

隨著白光發光二極管(Light Emitting Diode,LED)在照明領域的應用不斷拓寬，在顯示、交通、汽車等領域得到了廣泛的使用。但隨著LED芯片功率不斷增大、LED發光模塊表現出高度集成化，大功率白光LED產品的使用可靠性及穩定性成為制約產品發展的瓶頸。目前白光LED使用最廣泛的封裝方法是在芯片上涂覆熒光粉和一層折射率相對較高的透明膠層(環氧樹脂及硅膠的混合物)，芯片激發熒光粉進行光轉化后混合形成白光。但目前突出的問題在于，隨著LED芯片功率的增大、芯片長時間點亮后，熒光粉和樹脂的混合物靠熱輻射及針腳的散熱方式無法使熱量及時排除，有機膠材料在高溫時會老化變黃，出現偏藍光或者偏黃光等問題，從而影響材料的顯色性。除此之外，熒光粉涂覆的不均勻現象以及有機膠層在高溫條件下出現的折射率不匹配的問題，還會導致LED器件的取光值降低。實現白光LED照明的主流方式是藍光芯片激發黃色熒光粉復合獲得白光。雖然技術已經十分成熟，但是缺點也非常明顯，由于是黃光和藍光二基色復合形成的白光，缺少了紅色的成分，所以顯色指數偏低、發光效率低、穩定性差，難以滿足三基色熒光的需求。為解決這一問題，出現了紫外光或藍光激發多種顏色熒光的白光LED。但是這類白光LED使用的大多是不同基質的熒光粉，而紅色熒光粉的發光效率和穩定性不能與黃色和綠色熒光粉相比，還是會影響白光LED的發光效率。因此，不論采取目前使用的何種方式，紅色熒光成分的缺失都制約了白光LED獲得更好的色溫和顯色性。