[发明专利]一体式复合陶瓷荧光体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种一体式复合陶瓷荧光体，其包括不透明氧化物陶瓷的主体和透明荧光陶瓷的中心阵列，所述中心阵列设置于主体的中央。本发明以Ce:YAG透明陶瓷为主要荧光转换材料，掺杂不同的稀土离子，如Gd，Pr，Lu等可调制光源光谱获得不同发光性能的白光LED光源。使用蓝光波段的激光激发荧光转换材料，通过外围非透明陶瓷材料阻止激光束从荧光层侧面扩散形成非指定方向的杂光，再通过荧光转换材料的阵列分布允许激光束在不同位置进行波长转换，实现对光源光束的偏转控制。在荧光转换阵列单元中，不同位置使用具有不同发射光谱的荧光转换材料，在调节光源光束指向的同时，还能调节光源的显色性能，使车灯更具智能化。

技术领域

本发明属于发光材料领域，涉及一种一体式复合陶瓷荧光体及其制备方法。

背景技术

目前，LED光源由于其高效、节能、环保以及寿命长等优点正取代传统光源成为一种新型的照明光源。在车灯照明领域，LED光源也逐渐被应用在汽车大灯上，但其亮度仍然有很大的提升空间以及市场需求。与LED同源的半导体激光二极管利用激光激发荧光材料可以得到更高亮度的点光源，或将成为应用于车灯领域的新型照明技术。

市面上主流荧光转换材料为荧光粉。在传统低功率密度的LED光源中，蓝光LED激发黄光荧光粉获得白光LED时由于工作温度相对较低，荧光粉材料受到的影响较小。然而在激光照明中，荧光粉将难以在其中保持稳定有效的荧光转换作用。透明陶瓷材料自1995年Ikesue通过高温真空烧结制备获得后极大推动了Y₃Al₅O₁₂(YAG)体系透明陶瓷在激光以及照明领域的应用。透明陶瓷材料不仅具备与单晶材料同样良好的机械性能以及光学性能，其优异的高热导率更是高功率密度光源所需求的。

同时，使用激光光源作为车灯照明光源还有一些技术上的要求。首先，激光光源产生的光束需要受到限制，如果从荧光转换材料的侧面或背面发生泄漏，将出现杂光，影响光源质量；其次，在不同的路况以及具体状况需求时车灯的智能化越来越受到关注，如车灯光源的指向、光色的转变等。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种一体式复合陶瓷荧光体及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种一体式复合陶瓷荧光体，其包括不透明氧化物陶瓷的主体和透明荧光陶瓷的中心阵列，所述中心阵列设置于主体的中央，中央阵列由单个或多个荧光转换单元组成。

作为优选方案，所述不透明氧化物陶瓷的成分为氧化铝、氧化钇和氧化锆中的一种或多种。

作为优选方案，所述透明荧光陶瓷为掺杂有稀土离子的Y₃Al₅O₁₂透明陶瓷。

作为优选方案，所述稀土离子包括Ga³⁺、Pr³⁺、Sm³⁺、Ce³⁺、Gd³⁺、Cr³⁺、Lu³⁺中的至少一种。

一种如前述的一体式复合陶瓷荧光体的制备方法，其包括如下步骤：

制备荧光陶瓷粉体；

按照所述复合陶瓷荧光体主体不透明陶瓷材料与中心透明荧光陶瓷材料的尺寸获得所需粉体质量，成型后得到复合陶瓷素坯；

将所述复合陶瓷素坯依次进行排胶、冷等静压处理、烧结及退火，得到所述一体式复合陶瓷荧光体。

作为优选方案，所述荧光陶瓷粉体的制备方法为：

将掺在有稀土元素的Y₃Al₅O₁₂透明陶瓷粉料加入添加剂，进行球磨后，烘干过筛，得到所述荧光陶瓷粉体。