[发明专利]一种氮化铝基质的荧光陶瓷的制备方法及相关荧光陶瓷

说明书

一种氮化铝基质的荧光陶瓷的制备方法及相关荧光陶瓷。本发明保护一种氮化铝基质的荧光陶瓷的制备方法，依序包括以下步骤：混料：将粒径为0.1～1μm的氮化铝与粒径为10～30μm的荧光粉混合，得到氮化铝‑荧光粉浆料；除杂：将浆料干燥，然后将其煅烧，获得氮化铝‑荧光粉粉末；热处理：将粉末热处理，得到荧光陶瓷，其中，氮化铝‑荧光粉粉末在热处理前和/或热处理中经过5MPa以上高压处理，热处理温度为1500～1850℃，在无氧气氛下进行。该制备方法使得在制备过程中荧光粉保持晶体新貌不变的情况下，氮化铝进入液相，得到致密、低孔隙率的荧光陶瓷，极大的提高了荧光陶瓷的导热性能和发光效率。

技术领域

本发明涉及荧光陶瓷领域，特别是涉及一种氮化铝基质的荧光陶瓷的制备方法及相关荧光陶瓷。

背景技术

蓝色激光激发荧光材料获得可见光的技术，随着激光显示技术的发展不断获得重视，当前的研究大方向主要是针对激光激发荧光粉的特性来开发新型的荧光材料(波长转换材料)，主要的要求是发光亮度高、能够承受大功率激光照射、光学转换效率高、导热性能高等特点。

传统的荧光陶瓷主要针对LED的发光特性开发，由于LED芯片的功率较小，发出的蓝光功率密度较低，因此针对LED开发的发光陶瓷的发光效率并没有得到足够的重视。比如常见的YAG荧光陶瓷主要由原料粉末Al₂O₃、Y₂O₃、CeO₂煅烧后，压力机下压制成片，然后烧结得到荧光陶瓷。由于荧光陶瓷一般覆盖LED表面，需追求一定的透光性能，因此YAG荧光陶瓷比较偏向透光度性能，其中的晶粒成长程度较低，导致其发光亮度偏低。此外，传统的YAG陶瓷的热导率也相对较低，一般为10～14W/(m·K)，随着激光光源技术的发展，光源功率越来越大，要求光转换材料具有更高的热导性能，能够将光转化过程中产生的大量热量迅速的传递出去。

因此，一种获得高热导率、高发光效率的荧光陶瓷的制备方法亟待开发。

发明内容

针对上述现有技术中，制备得到的荧光陶瓷热导率低、发光效率低的缺陷，本发明提供一种获得高热导率、高发光效率的荧光陶瓷的制备方法，依序包括以下步骤：

混料：将氮化铝、荧光粉与研磨溶剂均匀混合，得到氮化铝-荧光粉浆料，氮化铝的粒径为0.1～1μm，荧光粉的粒径为10～30μm；除杂：将氮化铝-荧光粉浆料干燥，然后将其在有氧气氛下煅烧，除去其中的水和有机物，获得氮化铝-荧光粉粉末；热处理：将氮化铝-荧光粉粉末热处理，得到荧光陶瓷，其中，该氮化铝-荧光粉粉末在热处理前和/或热处理中经过5MPa以上高压处理，使氮化铝-荧光粉粉末保持致密，热处理温度为1500～1850℃，热处理在无氧气氛下进行。

优选地，荧光粉包括YAG:Ce³⁺或LuAG:Ce³⁺。

优选地，荧光粉占氮化铝-荧光粉粉末的质量百分比为15～90％

优选地，混料步骤包括，将氮化铝、荧光粉、研磨溶剂、增稠剂和陶瓷分散剂混合后球磨。

优选地，混料步骤包括，首先将氮化铝与所述研磨溶剂、增稠剂和陶瓷分散剂混合球磨，然后加入荧光粉，进行二次球磨。

优选地，除杂步骤包括，将氮化铝-荧光粉浆料干燥获得干粉，然后将其在有氧气氛下煅烧，除去有机成分。

优选地，在热处理步骤前，包括将氮化铝-荧光粉粉末造粒的步骤，得到颗粒大小为50～200μm的氮化铝-荧光粉粉末。

优选地，热处理步骤中，热处理在氮气、氮气氢气混合气、惰性气体或真空气氛下进行。