【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光照明，具体涉及一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、激光照明作为一种新型的固态照明，凭借其光通量高、亮度高、体积小等突出优势，有望成为下一代通用照明。作为激光照明中极为重要的荧光转换材料，荧光陶瓷由于具有较高的热稳定性和热导率、高的量子效率以及微观结构易调控等特点，成为综合性能最佳和最具应用潜力的大功率固态照明用荧光材料。对于常见的ce3+掺杂的石榴石基荧光陶瓷,由于缺乏有效的红光成分，其显色指数较低(cri～60)，故而存在发射颜色偏移、人眼感官舒适度降低等多种缺点。
2、目前已有大量文献报道了对荧光陶瓷的改性处理，以期实现对荧光陶瓷进行发光行为的调控。文献(thermostability and reliability propertiesstudies oftransparent ce:gdyag ceramic by gd substitution for whiteleds.opticalmaterials,2019,94,172-181)报道了通过共掺杂gd3+可以使ce3+离子的发光峰位产生红移，但是移动范围十分有限，且色温改善效果不明显。文献(composite structure cr:yag/ce:yag and(ce,cr):yag/ce:yag transparentceramics with high color renderingindex for white leds/lds.ceram.int,2021,47(8),11415-1
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是提供一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料，该陶瓷作为发光材料可具有显色指数高、发光效率高的优点。
2、本专利技术的目的之二是提供一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，易于实现工业化生产。
3、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
4、第一方面，本专利技术提供一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料，所述荧光转换复合材料由透镜形荧光陶瓷和涂覆在所述荧光陶瓷表面的荧光硅胶层组成，所述荧光陶瓷由蓝光激发光激发而发出黄绿光，所述荧光硅胶层由所述蓝光激发光激发而发出红光；
5、其中，所述荧光陶瓷参数为：曲率0.2～0.9，底部直径5～20mm，高度5～20mm；所述荧光硅胶层厚度为0.1～2mm。
6、优选的，所述荧光陶瓷的组成为(re1-xcex)3al5o12，其中re为y、lu、ga、gd、tb中的一种或多种，x是ce掺杂re位的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.005。
7、第二方面，本专利技术还提供上述激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
8、步骤一：采用凝胶注模法制备透镜形荧光陶瓷；
9、步骤二：制备红色荧光硅胶层：
10、(1)将有机硅胶与红色荧光粉均匀混合，真空除泡后制得混合液；
11、(2)将得到的混合液均匀涂抹在透镜形荧光陶瓷表面，在烘干箱中干燥0.5～10h，得到荧光转换复合材料。
12、优选的，所述凝胶注模法制备透镜形荧光陶瓷的具体步骤为：
13、(1.1)原料粉体制备：按照组分(re1-xcex)3al5o12中各元素的化学计量比分别称量原料粉体，其中re为y、lu、ga、gd、tb中的一种或多种，0.0001≤x≤0.005；加入分散剂pei、烧结助剂mgo和teos、无水乙醇，球磨得到混合浆料；烘干浆料，过筛后进行煅烧，得到荧光陶瓷粉体；
14、(1.2)注模浆料配制：向步骤(1.1)中制备的荧光陶瓷粉体中加入分散剂丙烯酰胺、ph调节剂四甲基氢氧化铵、单体丙烯酰胺、交联剂n-n’亚甲基双丙烯酰胺、纯水，球磨后过滤出浆料，真空除泡后加入催化剂四甲基乙二胺，混合均匀；
15、(1.3)凝胶注模成型：将混合浆料倒入定制模具，在50～80℃下进行热引发，凝固成型；
16、(1.4)干燥与排胶：固化后的坯体在恒温恒湿箱中干燥12～36h，干燥后放入马弗炉中排胶，得到荧光陶瓷素坯；
17、(1.5)将陶瓷素坯放入真空烧结炉中烧结，得到透镜形荧光陶瓷，接着在马弗炉中进行空气退火，陶瓷表面抛光处理后得到透镜形荧光陶瓷；
18、优选的，步骤(1.1)中，分散剂的加入量为原料质量总和的0.1～0.5wt％；mgo的加入量为原料质量总和的0.1～0.6wt％；teos的加入量为原料质量总和的0.3～0.5wt％；球磨转速为160～220r/min，球磨时间为12～24h；烘干温度50～80℃，时间为6～24h；筛网目数为80～300目；马弗炉煅烧温度为800～1000℃。
19、优选的，步骤(1.2)中加入分散剂的量为原料质量总和的0.25～0.5wt％，加入ph调节剂的量为原料质量总和的1～1.5wt％，加入单体的量为原料质量总和的2～3wt％，加入交联剂的量为原料质量总和的0.2～0.3wt％；球磨转速140～200r/min，球磨时间8～12h；浆料固含量为40～60vol.％。
20、优选的，步骤(1.4)中干燥温度为25～60℃，干燥湿度为30％～80％，排胶温度为600～900℃，排胶时间24～72h。
21、优选的，步骤(1.5)中真空烧结温度为1740～1820℃，保温时间8～30h；退火温度为1400～1500℃，退火时间8～16h。
22、优选的，所制备的荧光陶瓷在800nm处的直线透过率为60～80％。
23、优选的，步骤二(1)中，所述红光荧光粉选自(sr,ca)alsin3:eu2+、caalsin3:eu2+、k2gef6:mn4+、k2tif6:mn4+、k2sif6:mn4+、y2o3:eu3+、sr2si5n8:eu2+、ca[lial3n4]:eu2+、sr[lial3n4]:eu2+和sr[li2al2o2n2]:eu2+中的至少一种；所述有机硅胶与所述红色荧光粉的质量比为1:0.1-10.0。
24、优选的，步骤二(2)中，所述混合液的干燥温度为50～150℃。
25、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
26、(1)本专利技术制备的复合荧光材料在波长为455nm蓝光ld芯片激发下，实现高亮白光发射，发光效率190～260lm/w，其显色指数为90～96。...
【技术保护点】
1.一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料，其特征在于，所述荧光转换复合材料由透镜形荧光陶瓷和涂覆在所述荧光陶瓷表面的荧光硅胶层组成，所述荧光陶瓷由蓝光激发光激发而发出黄绿光，所述荧光硅胶层由所述蓝光激发光激发而发出红光；
2.根据权利要求1所述的一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料，其特征在于，所述荧光陶瓷的组成为(RE1-xCex)3Al5O12，其中RE为Y、Lu、Ga、Gd、Tb中的一种或多种，x是Ce掺杂RE位的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.005。
3.一种权利要求1或2所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述凝胶注模法制备透镜形荧光陶瓷的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1.1)中，加入分散剂的量为原料质量总和的0.1～0.5wt％；加入MgO的量为原料质量总和的0.1～0.6w
6.根据权利要求4所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1.2)中加入分散剂的量为原料质量总和的0.25～0.5wt％，加入pH调节剂的量为原料质量总和的1～1.5wt％，加入单体的量为原料质量总和的2～3wt％的，加入交联剂的量为原料质量总和的0.2～0.3wt％；球磨转速140～200r/min，球磨时间8～12h；浆料固含量为40～60vol.％。
7.根据权利要求4所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1.4)中干燥温度为25～60℃，干燥湿度为30％～80％，排胶温度为600～900℃，排胶时间24～72h。
8.根据权利要求4所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1.5)中真空烧结温度为1740～1820℃，保温时间8～30h；退火温度为1400～1500℃，退火时间8～16h。
9.根据权利要求3所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二(1)中，所述红光荧光粉选自(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+、CaAlSiN3:Eu2+、K2GeF6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、K2SiF6:Mn4+、Y2O3:Eu3+、Sr2Si5N8:Eu2+、Ca[LiAl3N4]:Eu2+、Sr[LiAl3N4]:Eu2+和Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+中的至少一种；所述有机硅胶与所述红色荧光粉的质量比为1:0.1-10.0。
10.根据权利要求3所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二(2)中，所述混合液的干燥温度为50～150℃。
...【技术特征摘要】
1.一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料，其特征在于，所述荧光转换复合材料由透镜形荧光陶瓷和涂覆在所述荧光陶瓷表面的荧光硅胶层组成，所述荧光陶瓷由蓝光激发光激发而发出黄绿光，所述荧光硅胶层由所述蓝光激发光激发而发出红光；
2.根据权利要求1所述的一种激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料，其特征在于，所述荧光陶瓷的组成为(re1-xcex)3al5o12，其中re为y、lu、ga、gd、tb中的一种或多种，x是ce掺杂re位的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.005。
3.一种权利要求1或2所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，所述凝胶注模法制备透镜形荧光陶瓷的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1.1)中，加入分散剂的量为原料质量总和的0.1～0.5wt％；加入mgo的量为原料质量总和的0.1～0.6wt％；加入teos的量原料质量总和的0.3～0.5wt％；球磨转速为160～220r/min，球磨时间为12～24h；烘干温度50～80℃，时间为6～24h；筛网目数为80～300目；马弗炉煅烧温度为800～1000℃。
6.根据权利要求4所述的激光照明用高显色指数高光效荧光转换复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1.2)中加入分散剂的量为原料质量总和的0....
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，刘子童，王金华，桑鹏飞，史超凡，康健，李延彬，周春鸣，周天元，陈浩，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。