[发明专利]陶瓷复合材料的制备方法及陶瓷复合材料、光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及荧光陶瓷领域，特别是涉及一种陶瓷复合材料的制备方法及相关陶瓷复合材料、光源装置。

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。

随着技术需求的提高，传统的硅胶封装荧光粉技术和玻璃封装荧光粉技术已经不能满足高端产品需要。硅胶的承受温度往往不能超过200-250℃，长时间工作在高温环境下很容易老化，寿命不长；而且，硅胶封装和玻璃封装的材料热导率低，无法承受大功率甚至超大功率的激光照射。

由于陶瓷的导热性能和耐高温性能优异，成为下一代激光激发发光材料的研究重点。一般地，陶瓷的形成条件苛刻，需要热压烧结或者其他高压烧结的方式，才能获得高性能参数的陶瓷，但是这些方法的生产效率低、成本高，难以批量化生产。

发明内容

针对上述现有技术中荧光陶瓷的生产效率低、制作成本高的缺陷，本发明提供一种低成本、高效率的荧光陶瓷制备方法，包括如下步骤：

混料：将陶瓷原料与荧光粉混合，并在预设压强下预压制，得到陶瓷复合材料生坯，陶瓷原料包括氧化铝或氮化铝中的一种，荧光粉为稀土元素掺杂的石榴石结构的荧光粉；

坯体浸渍：将陶瓷复合材料生坯在第二烧结助剂的可溶性盐溶液中浸渍，然后将浸渍后的陶瓷复合材料生坯烘干，并在第二烧结助剂的可溶性盐的分解温度以上进行煅烧，使得第二烧结助剂附着在陶瓷复合材料生坯内；

烧结：将经过坯体浸渍步骤后的陶瓷复合材料生坯在保护气氛下或真空下烧结，得到陶瓷复合材料。

优选地，陶瓷原料的平均粒径为0.05～1μm，荧光粉的平均粒径为10～30μm。

优选地，预设压强为5～200MPa，第二烧结助剂的可溶性盐溶液的浓度为1～5mol/L。

优选地，第二烧结助剂为氧化镁，第二烧结助剂的可溶性盐溶液为硝酸镁溶液；或者第二烧结助剂为氧化钇，第二烧结助剂的可溶性盐溶液为硝酸钇溶液；或者第二烧结助剂为氧化镁和氧化钇混合助剂，第二烧结助剂的可溶性盐溶液为硝酸镁和硝酸钇的混合溶液。

优选地，在烧结步骤之前，进行多次坯体浸渍步骤。

优选地，包括第一次坯体浸渍和第二次坯体浸渍；第一次坯体浸渍包括将陶瓷复合材料生坯在第二烧结助剂的可溶性盐溶液中浸渍，然后将浸渍后的陶瓷复合材料生坯烘干，并在第二烧结助剂的可溶性盐的分解温度以上进行煅烧，使得第二烧结助剂附着在陶瓷复合材料生坯内；第二次坯体浸渍包括将陶瓷复合材料生坯在第三烧结助剂的可溶性盐溶液中浸渍，然后将浸渍后的陶瓷复合材料生坯烘干，并在第三烧结助剂的可溶性盐的分解温度以上进行煅烧，使得第三烧结助剂附着在陶瓷复合材料生坯内；第一次坯体浸渍与第二次坯体浸渍的先后顺序可互换；第二烧结助剂与第三烧结助剂为不同的烧结助剂。

优选地，第二烧结助剂为氧化镁，第三烧结助剂为氧化钇；或者第二烧结助剂为氧化钇，第三烧结助剂为氧化镁；或者第二烧结助剂为氧化镁和氧化钇混合助剂，第三烧结助剂为氧化钇或氧化镁；或者第二烧结助剂和第三烧结助剂分别为不同成分比例的氧化镁和氧化钇的混合助剂。

优选地，混料步骤中，将陶瓷原料与荧光粉混合的步骤包括，将陶瓷原料、荧光粉与研磨溶剂混合球磨。

优选地，混料步骤中，将陶瓷原料与荧光粉混合的步骤包括：将陶瓷原料、第一烧结助剂与荧光粉混合。

优选地，第一烧结助剂包括氧化镁、氧化铝、氧化钇、氟化钙和氟化镁中的至少一种。

优选地，将陶瓷原料、第一烧结助剂与荧光粉混合的步骤包括：将陶瓷原料、第一烧结助剂与研磨溶剂混合球磨，然后干燥并煅烧，得到混合粉末，然后将该混合粉末与所述荧光粉混合；或者，将陶瓷原料、第一烧结助剂与荧光粉混合的步骤包括：将陶瓷原料分散于非离子型表面活性剂水溶液，配置第一烧结助剂的可溶性盐溶液，将两溶液混合，再加入沉淀剂水溶液，得到悬浊液，将该悬浊液固液分离，将其中的固体成分在第一烧结助剂的可溶性盐的分解温度以上进行煅烧，得到混合粉末，然后将该混合粉末与所述荧光粉混合。

优选地，沉淀剂为可溶性碳酸氢铵、双氧水或氨水溶液。

优选地，荧光粉为铈掺杂的钇铝石榴石荧光粉。