多孔复相荧光陶瓷及其制备方法技术

本申请实施例提供一种多孔复相荧光陶瓷及其制备方法，制备方法包括：将氧化铝、荧光粉、氧化铝中空微球以及烧结助剂混合成混合料，混合料经过放电等离子烧结、退火处理后得到多孔复相荧光陶瓷。由上述制备方法制得的多孔复相荧光陶瓷包括连续介质相氧化铝、荧光粉以及孔径尺寸相对一致、分布均匀的气孔，其中荧光粉体积占比为20％

【技术实现步骤摘要】
多孔复相荧光陶瓷及其制备方法


[0001]本申请涉及荧光陶瓷领域，具体而言，涉及一种多孔复相荧光陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]在投影领域，采用蓝色激光激发荧光材料来获取其他波段的荧光，因其具有高亮度和长寿命等优势获得市场的认可，该技术也因此受到广泛关注和进一步地优化。随着激光投影技术的不断发展，对荧光材料各个性能上的要求也不断提高，荧光材料需要有较高的光转换效率，发光亮度高以及较高导热性能以承载更高功率密度的蓝色激光。
[0003]目前主要用的荧光材料大致分为三大类，第一类是用硅胶或者树脂等对荧光粉进行封装而成的材料，第二类是用玻璃对荧光粉进行封装而成的荧光玻璃材料；这两种材料的导热系数均较低，在大功率蓝色激光激发条件下应用容易受限，难以提高光输出功率。第三类主要为荧光陶瓷。荧光陶瓷由于其热导率较高，机械化学稳定好及其优良的可加工性能，在各类照明和显示领域被广泛推广使用。
[0004]对于荧光陶瓷，目前常见的多为纯相荧光陶瓷，即用YAG前驱粉体通过固相反应制备而成或者用现有YAG荧光粉体经过烧结成陶瓷。YAG的导热系数为13W/m
·
K，尽管热导率是普通光学玻璃的10倍，对于大功率应用时仍有所限制，同时YAG属于立方晶系，没有双折射现象，对光的散射性能较差，在应用上还略有不足。另一类荧光陶瓷为复相荧光陶瓷，便对纯相陶瓷一些不足进行了改善。复相荧光陶瓷是指用氧化铝同荧光粉共同烧结成陶瓷。氧化铝的热导率大约30W/m
·
K，且氧化铝属于三方晶系，属于非等轴晶系，其晶体存在双折射现象，对光起到一定的散射作用。但单纯仅依靠氧化铝的双折射现象，其散射效果依旧是不够理想。
[0005]为了进一步提高复相荧光陶瓷的散射性能，目前主要是通过在荧光陶瓷中添加散射粒子和气孔的方式来达到效果。目前荧光陶瓷中引入气孔主要是通过造孔剂和调整烧结工艺来控制气孔数量和尺寸，但这类方法引入气孔的孔径和分布存在不均现象，容易影响荧光陶瓷中氧化铝的连续性，进而降低荧光陶瓷的热导率。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提出了一种多孔复相荧光陶瓷及其制备方法，以改善上述技术问题。
[0007]本申请实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
[0008]第一方面，本申请实施例提供一种一种多孔复相荧光陶瓷的制备方法，包括将氧化铝、荧光粉、氧化铝中空微球以及烧结助剂混合成混合料后，烧结、退火处理后得到多孔复相荧光陶瓷。
[0009]在一种实施方式中，以放电等离子方式烧结形成多孔复相荧光陶瓷。
[0010]在一种实施方式中，以放电等离子方式烧结，包括将混合料置于模具中，放入放电等离子烧结炉内，在1300℃
‑
1600℃，30MPa
‑
100MPa条件下烧结。
[0011]在一种实施方式中，氧化铝中空微球的内径为20nm
‑
500nm，外径为100nm
‑
3μm。
[0012]在一种实施方式中，氧化铝为粒径为50
‑
500nm的氧化铝粉体。
[0013]在一种实施方式中，荧光粉的粒径为10μm
‑
40μm。
[0014]在一种实施方式中，荧光粉占混合料的20vol％
‑
70vol％。
[0015]在一种实施方式中，退火处理，包括在空气气氛下，1000℃
‑
1400℃温度下保温至少10h。
[0016]在一种实施方式中，烧结助剂选自氧化硅，氧化镁，氧化钇和氟化镁中的一种或多种。
[0017]在一种实施方式中，氧化铝中空微球的质量为氧化铝的0.2wt％
‑
10wt％。
[0018]第二方面，本申请实施例提供一种多孔复相荧光陶瓷，根据第一方面提供的制备方法获得。
[0019]在一种实施方式中，多孔复相荧光陶瓷包括连续介质相氧化铝、荧光粉和气孔，气孔体积占比为0.5％
‑
10％。
[0020]在一种实施方式中，气孔孔径为20
‑
500nm。
[0021]在一种实施方式中，荧光粉体积占比为多孔复相荧光陶瓷的20％
‑
70％。
[0022]本申请实施例提供的多孔复相荧光陶瓷及其制备方法，通过添加氧化铝中空微球来向复相荧光陶瓷中引入尺寸较一致的气孔。该制备方法不仅使多孔复相荧光陶瓷中的气孔孔径均匀，还能通过调整氧化铝中空微球的尺寸和数量来调控气孔的尺寸和数量，同时使用此制备方法时不易在荧光粉颗粒表面形成孔洞，使得荧光粉受激发时产生的热量可以较好地通过氧化铝介质传递出去，从而减少热量在荧光粉附近积聚。采用此制备方法，添加氧化铝中空微球进行烧结时，可以不必调整烧结工艺，使得氧化铝形成致密的连续相，更好地保证陶瓷的散热性能。根据本申请实施例提供的制备方法获得的多孔复相荧光陶瓷结构致密，散热性能好，散射性能得到了进一步提高。
[0023]本专利技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本申请实施例提供的多孔复相荧光陶瓷的制备方法的流程示意图。
[0026]图2为本申请实施例提供的多孔复相荧光陶瓷的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述。
[0029]本专利技术所述的粒径，指中位粒径D50，即一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。
[0030]参阅图1，本申请提供一种多孔复相荧光陶瓷的制备方法，制备方法包括：
[0031]S110：将氧化铝、荧光粉、氧化铝中空微球以及烧结助剂混合成混合料。氧化铝为纳米尺寸的氧化铝粉，氧化铝的粒径为10nm
‑
1000nm，示例性的，氧化铝的粒径可以为10nm
‑
100nm、100nm
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200nm、200nm
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400nm、400nm
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600nm、600nm
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800nm、800nm
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1000nm。具体的，氧化铝的粒径例如可以为10nm、35nm、180n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔复相荧光陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：将氧化铝、荧光粉、氧化铝中空微球以及烧结助剂混合成混合料后；烧结、退火处理后得到多孔复相荧光陶瓷。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以放电等离子方式烧结形成多孔复相荧光陶瓷。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述以放电等离子方式烧结，包括：将所述混合料置于模具中，放入放电等离子烧结炉内，在1300℃
‑
1600℃，30MPa
‑
100MPa条件下烧结。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝中空微球的内径为20nm
‑
500nm，外径为100nm
‑
3μm。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝为粒径为50
‑
500nm的氧化铝粉体。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述荧光粉的粒径为10μm
‑
40μm。7.根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征在于，所述荧光粉占所述混合料的20vol％
‑
7...

【专利技术属性】
技术研发人员：简帅，李乾，王艳刚，
申请(专利权)人：深圳市绎立锐光科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：