[發明專利]一種偏釩酸鹽熒光陶瓷塊體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710861418.5
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN109534811B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 金平實;徐放;孫光耀;曹遜;李榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C09K11/69
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

本發明涉及一種偏釩酸鹽熒光陶瓷塊體材料及其制備方法，所述陶瓷塊體材料包括質量分數80%～100%的AVO₃，其中，A=Cs、Rb、K，所述陶瓷塊體材料的密度為2.5～3.5g/cm³，抗折強度為3～15MPa。本發明的熒光陶瓷燒結體具有加工方便，可塑性強，性質穩定，易封裝等特點，實用性強。

技術領域

本發明屬于新型光功能材料領域，具體涉及一種可用作白光LED的偏釩酸鹽燒結體的熒光陶瓷的制備方法。

背景技術

作為第四代照明光源，白光發光二極管(LED)因高效節能、綠色環保和超長壽命等優點，被視為最具發展前景的新一代照明技術。此外，因具有色彩還原性好、功耗低、長壽命等優勢，白光LED在液晶顯示背光源領域的市場份額近年來迅速增長。

1993年日亞化學公司率先在藍色GaN LED技術上突破并很快產業化，進而于1996年實現白光LED，1998年推上市場引起了業內外人士極大的關注。白光LED有許多優點，體現在新材料、新工藝上獨樹一幟，其最大的吸引力和期望是作為第四代照明光源有龐大的照明市場和顯著節能前景。

目前，對于白光LED制作方法主要分為兩種：一種是利用不同顏色的LED芯片通過集成封裝產生白光，另一種是通過紫外或藍光LED芯片激發熒光粉產生白光，用于照明時，前者由于物體對不同光的選擇性吸收反射等影響實際物體色彩的顯色性，從而使物體呈現出與肉眼在自然光條件下觀察時不同的顏色效果，而后者則可在任何條件下反映出與肉眼和自然光條件下一致的顏色，具有最真實的顯色效果。

堿金屬偏釩酸鹽熒光材料(AVO₃，A為堿金屬離子)早在1957年就作為寬帶發射的熒光粉被首次報道，發射光波長在400-700nm的可見光范圍內，相較于稀土釩酸鹽等其它種類的熒光粉，堿金屬偏釩酸鹽具有發光效率高、制備溫度低等優點，因而常用于發光晶體材料。然而,由于其存在表面缺陷及團聚現象，導致應用過程中發光性能下降、穩定性惡化。特別是目前廣泛采用納米化技術來減小熒光材料的光散射，但與此同時,也造成熒光粉體顆粒存在表面缺陷及團聚嚴重等問題，影響其穩定性和分散性。然而目前文獻中，沒有關于偏釩酸鹽燒結體陶瓷的報道，故而也沒有相應的應用。

其他文獻中制備偏釩酸鹽的方法多為傳統的固相反應法。傳統固相反應法中，由于作為原料之一的堿金屬碳酸鹽(碳酸鉀、碳酸銣、碳酸銫)在空氣中吸濕嚴重，導致原料混合困難，均勻性差，產品不易制得純相，因而無法進行下一步燒結體陶瓷的制備。

發明內容

針對目前偏釩酸鹽熒光陶瓷在研究應用上的空白，本發明的目的在于提供一種偏釩酸鹽熒光燒結體陶瓷及其制備方法。

在此，一方面，本發明提供一種偏釩酸鹽熒光陶瓷塊體材料，所述陶瓷塊體材料包括質量分數80％～100％的AVO₃，其中，A＝Cs、Rb、K，所述陶瓷塊體材料的密度為2.5～3.5g/cm³，抗折強度為3～15MPa。本發明中，所述陶瓷塊體材料還可以包括質量分數0％～20％的碳酸鹽、釩酸鹽以及釩氧化合物。

本發明的陶瓷塊體材料具備明顯的白光熒光特性，在300～380nm的近紫外光激發下，可在380～780nm的整個可見光波段產生熒光發光，熒光顏色接近白色，可為黃綠色。本發明的陶瓷塊體材料量子效率高(達到80％以上)，發光帶寬，適用于磁控濺射靶材或白光二極管等發光元器件。此外，本發明的熒光陶瓷燒結體具有加工方便，可塑性強，性質穩定，易封裝等特點，實用性強。

另一方面，本發明提供一種上述偏釩酸鹽熒光陶瓷塊體材料的制備方法，包括：

將堿金屬碳酸鹽、含釩化合物、溶劑混合，干燥后得到原料混合物，其中，堿金屬元素與釩元素的摩爾比為2:1～1:2；