[发明专利]一种YAG荧光陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种YAG荧光陶瓷及其制备方法和应用，所述YAG荧光陶瓷的发光中心离子包括Ce³⁺和发射红光/绿光的M，其分子式为(Y_1‑xCe_x)₃(Al_1‑yM_y)₅O₁₂，其中0.004≤x≤0.5，0＜y≤0.5。所述制备方法包括：混合均匀原料粉体，经成型制得素坯，高温固相合成反应烧结制得。所述稀土掺杂YAG透明陶瓷与商用蓝光LED芯片封装后可获得模拟太阳光的高品质发光；与两步法制备稀土掺杂YAG透明陶瓷相比，本发明反应烧结法避免了合成YAG:Ce³⁺,M荧光粉步骤，具有工艺简单、生产成本低的特点。

技术领域

本申请涉及一种YAG荧光陶瓷及其制备方法和应用，属于荧光材料及其制备方法领域。

背景技术

白光LED被誉为新一代的绿色固态照明光源，具备节能、高效、环保、瞬时启动等优点，使用寿命长。目前使用广泛的白光LED技术是在GaN基蓝光芯片的基础上封装钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉，在蓝光芯片的激发下，荧光粉发出的黄光与蓝光混合形成白光。但是，钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉仅含黄光成分，缺少红光、绿光，因此会导致白光LED的显色指数偏低、色温偏高；同时封装荧光粉所用的树脂导热性差，散热困难，随着白光LED的使用时间延长，会造成白光LED的光衰问题，降低发光效率。除此之外，传统的两步法制备YAG荧光陶瓷需要首先合成YAG荧光粉再进行YAG荧光陶瓷烧结，在节能以及效率上来说，具有一定的局限性。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种YAG荧光陶瓷及其制备方法，该荧光陶瓷改善了原有荧光粉的显色指数低、色温偏高的问题，避免了传统LED灯长时间使用造成的光衰问题，同时反应烧结制备方法避免了合成粉体原料的步骤，大幅提高传统两步法制备YAG荧光陶瓷的效率，利于进行工业化生产，同时原位反应促进了陶瓷制品致密化。

本申请中制备不同发光中心的透明YAG荧光陶瓷来取代钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉，来避免钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉封装白光LED造成的红绿光不足、显色指数偏低、色温偏高、树脂导热性差以及白光LED长时间使用造成的光衰等问题。同时，本申请采用固相反应烧结的制备方法，与传统的两步法制备YAG荧光陶瓷相比，本申请的制备方法可以跳过合成YAG荧光粉的步骤直接制备YAG透明陶瓷，具有省时高效节能的优点，同时这种方法制备得到的YAG荧光陶瓷在商用蓝光芯片的激发下可模拟出符合人眼健康的高品质暖白太阳光。

所述YAG荧光陶瓷的分子式如式(I)所示：

(Y_1-xCe_x)₃(Al_1-yM_y)₅O₁₂ 式(I)

其中，Ce³⁺和M为发光中心离子，M发射红光/绿光；

式(I)中0.004≤x≤0.5，0＜y≤0.5。

可选地，式(I)中0.02≤x≤0.2，0＜y≤0.005。

可选地，所述式(I)中0.006≤x≤0.5，0＜y≤0.5；

M选自稀土金属离子、过渡金属离子中的至少一种。

可选地，所述式(I)中0.02≤x≤0.1，0<y≤0.003。

可选地，所述式(I)中0.02＜x≤0.5，0＜y≤0.5；M选自稀土金属离子、过渡金属离子中的至少一种。