[发明专利]一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法，包括：氧化铈纳米粉体与可溶性钇盐溶液在沉淀剂的存在下，反应生成包覆型的氧化铈‑氧化钇复合粉体的前驱体后，经焙烧后得到氧化钇包覆在氧化铈纳米粉体表面的包覆型的氧化铈‑氧化钇复合粉体；将氧化铈‑氧化钇复合粉体与铝的化合物进行混料后，经过烧结预处理和烧结，得到Ce掺杂YAG发光陶瓷。使用本发明的制备方法得到的包覆型氧化铈‑氧化钇复合粉体，铈与氧化钇能够充分均匀地相互接触，提高了铈进入钇晶格中的反应效率，从而提高发光陶瓷的相纯度；同时，该制备方法工艺简单，生产周期缩短，降低成本，适合批量生产。

技术领域

本发明涉及YAG发光陶瓷技术领域，尤其涉及一种基于包覆型氧化铈-氧化钇复合粉体的Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法。

背景技术

随着半导体光源行业的飞速发展，具有大功率、小光斑和超高亮度的光源的应用越来越广泛，而采用硅胶来封装荧光粉材料受激发光，已经很难承受其激发光的高功率密度。目前，最常用的是采用透明的玻璃材料作为粘结剂来封装荧光粉，但是，大功率带来的高热量的积累，使得荧光粉出现热饱和现象，长期使用的亮度衰减较为明显，其主要原因是玻璃的导热性能较差，散热效果一般。

针对这一原因，人们致力于研究Ce掺杂YAG发光陶瓷，该陶瓷的结构特性是铈取代部分钇的晶格位置。Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法通常采用固相法。在固相法中，铈(Ce)的掺入是关键点，一般是以氧化铈的形式掺入其中。由于其掺入量较少，固相之间混料很难均匀分散，在固固反应的Ce掺杂YAG制备中，会存在很多缺陷和反应不完全等问题。体现在：一方面造成铈在钇的晶格分布不均匀，局部区域铈含量偏高，造成发光浓度淬灭；另一方面造成发光陶瓷的相纯度很低，存在很多中间相产物。而上述问题均会直接影响发光陶瓷的发光效率。

要提升Ce掺杂YAG发光陶瓷的荧光效率，关键在于改善铈掺杂均匀性，提升铈在固相法混料中的分散性能，提高发光陶瓷的相纯度。有效的方法是铈以液相的形式加到原料配方中，传统的共沉淀法是将铈、钇和铝三者的硝酸盐在液相下混合共同沉淀在一起制备Ce掺杂YAG前驱体粉体，该方法虽然解决了混料不均匀的问题，但是需要配置大量的盐溶液和酸碱溶液，制备工艺复杂、周期长，废弃的酸碱盐溶液较多，造成环境污染较严重，对设备的腐蚀性较强。

发明内容

本发明提供一种基于包覆型氧化铈-氧化钇复合粉体的Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法，该方法工艺简单，只需使用少量酸碱盐溶液，对环境无污染。

本发明通过如下技术方案实现：

一种Ce掺杂YAG发光陶瓷的制备方法，包括：

(1)制备氧化铈-氧化钇复合粉体：氧化铈纳米粉体与可溶性钇盐溶液在沉淀剂的存在下，发生反应生成包覆型的氧化铈-氧化钇复合粉体的前驱体后，经焙烧后得到氧化钇包覆在氧化铈纳米粉体表面的包覆型的氧化铈-氧化钇复合粉体；

(2)制备Ce掺杂YAG发光陶瓷：将上述氧化铈-氧化钇复合粉体与铝的化合物进行混料后，经过烧结预处理和烧结，得到Ce掺杂YAG发光陶瓷。

其中，本发明的第一种方案在沉淀剂的存在下进行，其具体步骤包括：

(a)配制氧化铈纳米粉体悬浊液：将经过预处理的氧化铈纳米粉体加入到上述第一沉淀剂的溶液中并分散均匀，得到均匀的悬浊液；

(b)配制可溶性钇盐溶液：取预定量的可溶性钇盐加入到水中得到可溶性钇盐溶液；

(c)沉淀包覆：将上述钇盐溶液缓慢滴加入上述悬浊液中，搅拌陈化，得到混合溶液，将上述混合溶液水洗并干燥，得到包覆的氧化铈-氧化钇复合粉体的前驱体；

(d)焙烧前驱体：将包覆型氧化铈-氧化钇复合粉体的前驱体焙烧，得到包覆型的氧化铈-氧化钇复合粉体。