[发明专利]一种发光陶瓷材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种发光陶瓷材料，其特征在于为透明或/和半透明红色荧光陶瓷，所述红色荧光陶瓷为在具有与CaAlSiN₃结晶相相同的晶体结构中固溶有活化剂Eu而形成，其化学式为Ca_1-x-y-zM_yEu_xAl_1-zSi_1+zN_3-zO_z的荧光粉为原料，其中0<x≤0.2，0≤y<1，0≤z<3，M＝Sr,Ba,Mg,Li,La金属元素中的至少一种，通过添加Si₃N₄和SiO₂助熔剂，在氮气气氛或者氮气-氢气混合气氛下加压烧结或者常压烧结制得致密的发光陶瓷。

2.如权利要求1所述一种发光陶瓷材料，其特征在于所述红色荧光陶瓷的结晶以包含其它结晶或非结晶化合物的混和物的方式被生成，在该混和物中，所述红色荧光陶瓷结晶的质量含量不少于40％。

3.如权利要求1所述一种发光陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)按照所述化学式的化学计量比，以氮化物、氧化物或合金化合物，作为起始原料，在手套箱中混合制得原料混合物，于1600～1800℃温度下保温烧结制得红色荧光粉体；

2)将所制得的红色荧光粉体与Si₃N₄和SiO₂助熔剂混合后，转移至石墨模具中，其中石墨模具、上压头、下压头都通过石墨纸与原料粉体隔离开，然后将石墨模具置于放电等离子体烧结炉中，于氮气气氛或者氮气-氢气混合气氛下，单轴压力30～60MPa，升温速率300℃/min，烧结温度1400～1550℃，保温时间3～10min，烧结制得发光陶瓷材料。

4.如权利要求3所述一种发光陶瓷材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述氮化物、氧化物或合金化合物选自Ca₃N₂、Sr₃N₂、Ba₃N₂,Mg₃N₂,Li₃N、EuN、Si₃N₄、AlN、SiO₂、CaO、CaAl、CaSi、SrAl、SrSi、EuSi、Ca_1-x-y-zM_yEu_xAl_1-zSi_1+z中的一种，其中M＝Sr,Ba,Mg,Li,La金属元素中的至少一种。

5.如权利要求3所述一种发光陶瓷材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述氮化物、氧化物或合金化合物的粒径为微米、亚微米或纳米级。

6.如权利要求3所述一种发光陶瓷材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述红色荧光粉体、原料粉体的粒径为微米、亚微米或纳米级。

7.如权利要求3所述一种发光陶瓷材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所得红色荧光陶瓷采用研磨、抛光或热处理对所得红色荧光陶瓷的厚度和表面粗糙度进行调整；所述热处理的温度大于1000℃且小于所述烧结温度，热处理的时间为1～10h。

8.如权利要求1所述发光陶瓷材料在制备照明或显示器具中应用，所述照明或显示器具包括激发光源和红色荧光陶瓷中的一种。

9.如权利要求8所述应用，其特征在于所述激发光源为发射波长为330～420nm的紫外发光元件或者发射波长为420～500nm的蓝光发光元件。

10.如权利要求8所述应用，其特征在于所述照明或者显示器为依靠420～500nm的激发光而在500～560nm的波长范围具有发射峰的绿色荧光陶瓷、和/或依靠420～500nm的激发光而在560～610nm的波长范围具有发射峰的黄色荧光陶瓷、和/或依靠420～500nm的激发光而在610～650nm的波长范围具有发射峰的红色荧光陶瓷；

所述绿色荧光陶瓷是Ce活化的镥铝石榴石陶瓷，或Eu活化的β-塞隆陶瓷，所述黄色荧光陶瓷是Ce活化的钇铝石榴石陶瓷或Eu活化的ɑ-塞隆陶瓷。