[发明专利]一种发光陶瓷

说明书

技术领域

本发明涉及荧光发光领域，特别是涉及一种发光陶瓷。

背景技术

目前荧光粉的封装方式主要为有机硅胶封装和无机玻璃封装两种，这两种封装方式的热导率均较低，且抗热破坏温度不高。硅胶的耐受温度一般在200℃以下，玻璃的耐受温度一般在600℃以下，不能满足一些极端激光照射下的应用。

纯相的荧光陶瓷虽然导热性好、耐高温，然而现存的荧光陶瓷普遍关注陶瓷的通透性，其光透过率高、发光效率低，在大功率激光的照射下，更多的光未被激发的透过了荧光陶瓷，而非激发产生受激荧光。

因此，一种导热性能优良、能够发射大功率受激荧光的波长转换结构亟待开发。

发明内容

针对上述现有技术的导热性能差、发光效率低的缺陷，本发明提供一种导热性能优异、发光效率高的发光陶瓷，包括基质、发光中心和气孔，基质为石榴石结构的立方晶系的透明陶瓷，发光中心分布于基质内，发光中心为石榴石结构的荧光粉，气孔分布于基质内，气孔的尺寸为0.8～2μm，气孔占发光陶瓷的体积分数为1～10％。

优选地，基质包括硅酸盐、铝酸盐或硅铝酸盐的石榴石结构材料。

优选地，基质为Ca₃(Al_nSc_1-n)₂Si₃O₁₂、Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂或(Gd_xTb_yY_zLu_1-x-y-z)₃(Al_mGa_1-m)₅O₁₂，其中0≤n≤0.1，0≤x≤0.1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤m≤0.2。

优选地，基质不掺杂任何镧系元素和过渡金属元素。

优选地，荧光粉包括以镧系元素为发光中心的氧化物石榴石。

优选地，荧光粉包括Ca₃(Al_nSc_1-n)₂Si₃O₁₂:Ce³⁺、Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂:Ce³⁺或(Gd_xTb_yY_zLu_1-x-y-z)₃(Al_mGa_1-m)₅O₁₂:Ce³⁺，其中0≤n≤0.1，0≤x≤0.1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤m≤0.2。

优选地，荧光粉的晶粒尺寸为5～30μm，透明陶瓷的晶粒尺寸为1～3μm。

优选地，荧光粉占发光陶瓷的体积分数为5～70％。

优选地，透明陶瓷与荧光粉为相同材料。

优选地，透明陶瓷为Y₃Al₅O₁₂，荧光粉为Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺。

优选地，透明陶瓷为Y₃Al₅O₁₂，荧光粉为Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺。

与现有技术相比，本发明包括如下有益效果：

1、本发明的发光陶瓷包括同为石榴石结构的透明陶瓷和荧光粉，两者的硬度相同，易于进行抛光镀膜等工序，使得发光陶瓷具有良好的可加工性；

2、本发明的发光陶瓷中，透明陶瓷为光学上各向同性的立方晶系，使得光在透明陶瓷中具有很高的直线透过率，同时透明陶瓷和荧光粉同属于石榴石结构，两者的界面易发生散射，使得光能够顺利的透过透明陶瓷照射荧光粉，减少了光在透明陶瓷内部传播过程中及光由透明陶瓷进入荧光粉过程中的光损失；