[发明专利]一种YAG纳米粉体的制备方法

说明书

一种YAG纳米粉体的制备方法，包括如下步骤：将糖类和有机胺类置于容器中，在25‑180℃条件下搅拌混合2‑120min，熔融得到澄清透明混合液；向澄清透明混合液中加入钇盐和铝盐，继续在25‑180℃温度下加热搅拌5‑120min形成均匀的熔融混合物；将熔融混合物加热使得糖类脱水碳化得到黑褐色蓬松固体；将黑褐色蓬松固体于800‑1500℃热处理2‑40h得到YAG纳米粉体。该方法能简化工艺流程、缩短制备周期、降低生产成本，还能减少颗粒聚集的情况；制备出的纳米粉形状规则、粒径均一、粉体流动性和填充性好、纯度高。

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种YAG纳米粉体的制备方法。

背景技术

YAG(钇铝石榴石，Y₃Al₅O₁₂)属于立方晶系，具有石榴石型结构，因具有高折射、光学各向同性等光学性能而被广泛用作光学材料。另外，在已知的透明陶瓷材料中，YAG凭借高强度、高温蠕变小、抗氧化、热导率低等优点被逐渐引起广泛关注和研究，是一种很有潜力的精细结构陶瓷材料。

YAG荧光粉是工业化生产白光LED的主要荧光材料(Yang,et.al.J.Lumin.,2018,204:157-161.；Lee,et.al.2018,199(5):24-30)。但由于受工艺与成本等因素的限制，YAG荧光粉在LED器件的大规模应用还有待继续发展。常规的固相法虽然工艺相对简单、成本较低、产量大，但是其煅烧温度高，团聚严重(Veith.,et.al.J.Mater.Chem.,1999,9:3069–3079.)；溶胶-凝胶法获得的YAG颗粒均匀，粒度能达到纳米级，但工艺复杂、效率低、前驱体煅烧反应中容易产生硬团聚，不利于后期陶瓷烧结(Yang.,et.al.J.Alloy Compd.,2009,484:449–451.)；沉淀法的优点在于焙烧温度较低、操作简单、成本低廉、易于实现大规模生产，但难以控制体系合适的pH值，使各个成分沉降均匀、难以洗涤(马飞.共沉淀法制备YAG:Ce³⁺纳米荧光粉[J].广州化工,2018,46(18):51-53.)；水热法可以合成形貌较好、粒度分布均匀且分散性良好的YAG粉体，然而高温高压对设备要求较高且制备成本较高，难以实现大规模生产(Yang.,et.al.Mater.Lett.,2009,63:2271–2273.)；喷雾干燥法制备的YAG具有良好流动性、填充性及高组分均匀性，该方法大多情况下需要通过添加多种粘结剂、分散剂和增塑剂，工艺流程繁琐，制备周期长，且极易引入杂质，影响YAG粉体及陶瓷性能(You.,et.al.Ceram.Int.,2013,39:3987–3992.)。

综上所述，目前采用传统方法制备出的YAG粉体均存在严重团聚、形状不规则，粉体流动性和填充性差、纯度无法保证，工艺流程复杂繁琐，制备周期长等问题，直接影响YAG粉体及陶瓷的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种YAG纳米粉体的制备方法，该方法一方面能简化工艺流程、缩短制备周期、降低生产成本，另一方面还能减少颗粒聚集的情况；所制备出的YAG纳米粉可具有形状规则、粒径均一、粉体流动性和填充性好、纯度高等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种YAG纳米粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将糖类和有机胺类按照一定比例混合置于容器中，在25-180℃加热条件下搅拌混合2-120min，熔融得到澄清透明混合液；

(2)向澄清透明混合液中加入一定比例的钇盐和铝盐，继续在25-180℃温度下加热搅拌5-120min，使金属盐完全溶解形成均匀的熔融混合物；

(3)将均匀的熔融混合物加热使得糖类脱水碳化得到黑褐色蓬松固体；

(4)将黑褐色蓬松固体于800-1500℃热处理2-40h得到YAG纳米粉体。

进一步的，步骤(2)中，向澄清透明混合液中再加入稀土盐或过渡金属盐。