[发明专利]一种快速低耗高效制备YAG粉体的方法

说明书

技术领域

本发明属于粉体制备应用技术领域，具体的涉及一种快速低耗高效制备YAG粉体的方法，更确切的说是采用自蔓延高温合成法进行快速低耗高效地制备YAG粉体。

背景技术

白光LED具有节能无污染、发光效率高、寿命长等特点。目前白光LED的主流实现方式为蓝光芯片搭配黄色荧光粉，具有技术成熟度高、工艺简单、成本低等优势。其中，YAG:Ce³⁺(Y₃A₁₅O₂:Ce³⁺)黄色荧光粉具有优良的物化性能，其吸收光谱与InGaN芯片的发射光谱匹配最佳，发射光谱覆盖范围宽，发光效率高，采用该荧光粉封装得到的白光LED可实现高光效输出，因此，YAG:Ce³⁺荧光粉在LED照明中有着广阔的市场应用前景。

目前市场上合成YAG:Ce³⁺(Y₃A₁₅O₂:Ce³⁺)黄色荧光粉的方法主要有高温固相法和溶胶凝胶法。其中，高温固相法是一种经典的合成方法，此法一般将达到要求纯度和粒度的Y₂O₃、Al₂O₃、CeO₂粉末按一定的化学计量比配料并加入适量的助熔剂(如BaF₂、AlF₃等)，通过机械研磨混合，然后在弱还原气氛中于1600℃左右进行高温煅烧4～5h，再经过研磨、洗涤、烘干、筛选而得YAG:Ce³⁺荧光粉。由于固相法生产的荧光粉是迄今为止所有生产方法中发光强度最高的一种，因此目前生产线上很大比例采用固相法生产。而溶胶凝胶法是一种有望得到均质超细荧光粉的生产方法，主要工艺过程为：原料反应物的金属醇盐、有机前驱体溶解在水溶液中，在控制温度和PH值的条件下成胶，胶体经干燥成凝胶后在1000℃的温度下高温煅烧4～5h，再经粉碎、分选、清洗、表面处理、筛分等后处理而获得产品。利用溶胶凝胶法获得的YAG:Ce³⁺荧光粉纯度高、均匀性好、粒径小、发光强度高。

虽然上述两种制备方案均能获得发光强度较高的YAG:Ce³⁺荧光粉，但两种方案都需要进行高温煅烧，所需温度≥1000℃，并且煅烧时间为4～5h，既耗能又耗时，因此本领域需要迫切开发一种能快速低耗高效制备YAG粉体的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自蔓延高温合成法进行快速低耗高效地制备YAG粉体。

本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种快速低耗高效制备YAG粉体的方法，其特征在于利用自蔓延高温合成法，通过控制原料中Al/Al₂O₃比例y来实现对反应温度的控制，进而控制整个燃烧反应，其中所制备的YAG粉体满足下式所示的组分：

Y₃Al₅O₁₂:xCe³⁺

其中x的取值范围为0.01≤x≤0.03。

进一步的，本发明提供的制备方法中，通过控制原料中Al/Al₂O₃比例y为0.9≤y≤0.95。

另一方面，本发明提供一种快速低耗高效制备YAG粉体的方法，包括如下步骤：

(1)按照Y₃Al₅O₁₂:xCe³⁺(0.01≤x≤0.03)的化学计量比分别称取原料Y₂O₃、CeO₂、Al₂O₃、Al和NaClO₄，其中Al/Al₂O₃的比例范围为0.9≤y≤0.95；

(2)将步骤(1)中的原来进行充分球磨，使得原料充分混合均匀；

(3)将步骤(2)中混合均匀的原料放入石墨坩埚中，并将石墨坩埚放入密闭容器中并通以Ar气气氛，其中密闭容器中配有排气阀和电子打火器；

(4)将一次性碳箔纸一端与步骤(3)石墨坩埚中的原料一端接触，然后用电子打火器点燃碳箔纸，使得燃烧反应开始进行；