[發明專利]一種鈥鐿離子共摻釔鋁石榴石紅外上轉換發光透明陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 202010189338.1
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111187071A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京科易達知識產權服務有限公司
• 主分類號: C04B35/505
• 分類號: C04B35/505;C04B35/622;C09K11/77
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種Ho³⁺、Yb³⁺共摻YAG紅外上轉換發光透明陶瓷的制備方法，該透明陶瓷的化學式為(Y_1?x?yHo³⁺_xYb³⁺_y)₃Al₅O₁₂，其中0.001≤x≤0.01，0.01≤y≤0.1；其制備方法是：按照(Y_1?x?yHo³⁺_xYb³⁺_y)₃Al₅O₁₂組份配置好原料，加入0.4wt％的正硅酸乙酯作為添加劑，粉料經過球磨、烘干、壓片后，對其施以200MPa以上冷等靜壓壓力壓制成胚體，再預燒去除有機成分；最后放入管式爐中進行常壓燒結，得到(Y_1?x?yHo³⁺_xYb³⁺_y)₃Al₅O₁₂紅外上轉換發光透明陶瓷。本發明制備的透明陶瓷在可見波段有較高的透過率，能過夠吸收980nm的紅外光，制備方法具有制備工藝簡單、低成本以及制備過程無毒害等優點。

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，具體涉及鈥鐿離子共摻釔鋁石榴石紅外上轉換發光透明陶瓷及其制備方法。

背景技術

稀土離子上轉換發光存在以下優點：可以有效降低光致電離作用引起的基質材料的衰退；不需要嚴格的相位匹配，對激發波長的穩定性要求不高；輸出波長具有一定的可調諧性。由于稀土離子能夠很好地被摻雜，其應用領域也比較廣泛。近年來，透明陶瓷材料由于其與單晶極為相近的物理化學性能，相對低廉的制備成本引起了科研及產業界的很大關注。通常，致密、半透明或透明陶瓷的制備需要真空燒結、熱壓燒結等要求高、價格昂貴的無壓或壓力燒結設備，這在很大程度上提高了陶瓷發光材料的制備成本。高成本嚴重限制了陶瓷熒光粉的商業競爭力。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種在流動氧氣氛中通過固態反應燒結制備YAG基質紅外上轉換發光透明陶瓷的簡便、低成本制備方法。

本發明一方面提供了一種鈥鐿離子共摻釔鋁石榴石紅外上轉換發光透明陶瓷，所述材料化學式為(Y_1-x-yHo³⁺_xYb³⁺_y)₃Al₅O₁₂，其中0.001≤x≤0.01，0.01≤y≤0.1。

優選的，所述x＝O.008，所述y＝O.01。

本發明另一方面還提供了一種鈥鐿離子共摻釔鋁石榴石紅外上轉換發光透明陶瓷制備方法，包括以下步驟：

步驟一，初始原料采用原料純度不低于99.99％的氧化鈥Ho₂O₃、氧化釔Y₂O₃、氧化鐿Yb₂O₃和氧化鋁Al₂O₃粉末；

步驟二，根據需要制備的所述鈥鐿離子共摻釔鋁石榴石紅外上轉換發光透明陶瓷的分子式(Y_1-x-yHo³⁺_xYb³⁺_y)₃Al₅O₁₂的組成并確定x，y的取值，并按摩爾比稱量相應的粉體原料，加入O.4wt％的正硅酸乙酯作為添加劑，經球磨將粉料混勻、細化，形成粉料；

步驟三，所述粉料烘干后經造粒、壓片，對其施以200MPa以上冷等靜壓壓力壓制成胚體，再預燒去除有機成分；