[发明专利]多晶陶瓷、其制备方法和用途

说明书

本发明的主题是具有专门调整的散射功率的多晶陶瓷。为此提供了一种多晶陶瓷，其包括电光陶瓷相和孔相，其中，所述多晶陶瓷在600nm的波长并且样品厚度为1毫米处具有至少70％的分光。根据本发明还提供了制备这样的陶瓷的方法及其用途。

技术领域

本发明的主题是具有专门调节的散射功率的多晶陶瓷。为此，多晶陶瓷包括电光陶瓷相和孔相。根据本发明也涉及一种这样的陶瓷的制备方法及其用途。

优选地，多晶陶瓷被用作转换器。转换器适用于吸收特定波长的光和发射另一波长的光。

背景技术

在现有技术中陶瓷转换器通常是已知的。但是常用的转换器材料不包括孔相。因为制备方法的最佳化的目的是陶瓷不具有孔。此外，现有技术中已知的转换器通常用于在透射操作中使用，并相应地构造。然而，根据本发明的转换器材料旨在用于分光操作。

透明陶瓷由一系列的用途而众所周知。半透明六边形的Al₂O₃用于生产高压放电灯的放电体。也使用Sc₂O₃和Y₂O₃。掺杂铕的(Y,Gd)₂O₃、Pr:Ce:Gd₂O₂S、掺杂铈的镥铝石榴石(LuAG)以及掺杂的烧绿石已知作为用于CT装置的闪烁体材料。氧氮化铝、尖晶石和纳米级Al₂O₃用作为极强的防弹保护介质材料。Y₂O₃用作具有在可见光至中红外范围内具有红外透射性的介质以及用于涂覆设备中的耐化学性窗的介质。

透明的掺杂稀土的钇铝石榴石(YAG)陶瓷用作例如激光棒或在掺杂铈的情况下用作转换器材料。

通常，为了制备高透明的陶瓷，必须要满足两个前提条件。一方面，通过适当选择粉末并连同工艺控制(粉末制备、成型、烧结、任选的热等静压)必须制备无孔的结构。否则，光束可能在存在于晶界区域中或在晶粒内的孔处散射。同样在晶界区域中，以不受控制的方式产生的第二相也不被允许存在那里。理论上任选使用的烧结助剂作为组分插入到纯单相的混晶结构中。

另一方面，使用半透明陶瓷是已知的，在这种情况下，应当有意地调整散射。在CT扫描仪的情况下，在尽可能短(几毫米)的距离上，必须吸收尽可能高的能量激发辐射。

在用于发光二极管的转换器的情况下，具有对短距离上的高吸收的更大需求。发光二极管的转换器材料是活性介质，其直接吸收LED光源的具有相对低的波长的辐射(初级辐射)，或在多个中间步骤中将其部分吸收，其中产生了电子-空穴对。其复合导致了近活化中心的激发。在这种情况下，后者被给予能量成激发的亚稳状态。依照活化剂的选择的其松弛导致以更长的波长发射光(次级辐射)。由于所发射的光比激发的光具有更低的能量，这种转换也被称为“下转换”。此外，一小部分不被吸收的初级辐射穿过转换器，其中，初级和次级辐射依次导致了不同于初级辐射的色度(shade)。

出于照明的目的，最常见地，蓝色LED与黄色光源结合，所述黄色光源最经常为掺有铈的钇铝石榴石粉末。白色光通过部分透射的蓝色光和黄色荧光辐射的混合物产生。在这种情况下，合适的陶瓷转换器、例如Ce:YAG转换器，必须能够在＜1毫米、理想＜0.5毫米的距离上尽可能强地吸收激发的蓝色LED的蓝色辐射，并且另一方面在向前方向上发射所发射的辐射(低分光)。在这些情况下，通过材料结构或材料组成适当调整吸收、发射和分光(remission)是必需的。

此外，对转换器材料非常重要的是特别是高量子产率、高斯托克斯效率、高吸收效率和高光产率的方面。此外，必须可以以经济的方式制备所述材料。