[发明专利]一种用于光波长转换的多晶块体材料的制备方法

说明书

一种用于光波长转换的多晶块体材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)以氧化铝、氧化钇、氧化铈为原料按石榴石结构的化学配比称量，按照原料：酒精：球的质量比为1:1.5:5比例球磨混和均匀，干燥得到初始原料粉体；2)所述初始原料粉体用筛网过筛获得粗、细不同粒径的粉体，筛分后按照细粒径粉体与粗粒径粉体按一定比例组合获得成型用粉体；3)所述成型用粉体先经干压、再经冷等静压工艺压制成块体，得到块体素坯；4)所述块体素坯在真空气氛中，添加烧结助剂，低温烧结最终获得亚微米晶粒的多晶块体材料。本发明可以提高光波长转换的多晶块体材料的光提取效率，使工艺相对简单，有效控制成本，有利于规模化产业生产。

技术领域

本发明属于多晶块体材料制备领域，尤其涉及一种用于光波长转换的多晶块体材料的制备方法。

背景技术

所谓多晶块体材料，如陶瓷、玻璃，其内部的高折射率导致一个严重的问题：光由空气中进入该材料内部时，由于折射率的变化导致全反射现象的发生，光从材料内部出射到空气的效率(逸出率)很低，经全反射后更多的光从侧面逸出，导致光波导现象。上述这个现象在白光半导体照明领域可以进行解释，例如：用蓝光半导体光源激发不同发射波段荧光材料，转化为绿光、黄光、红光等，蓝光和这些光按照一定比例混合得到白光光源。正如上述提及，如果荧光材料不是粉体材料，而是块体材料，激发光在块体的荧光材料中受到全反射现象的影响，正面的垂直出光效率低，激发光从侧面溢出现象严重，导致了白光光色空间分布极其不均匀，严重影响白光光源的性能和二次光学配光。

为了提高激发光提取效率，在块体荧光材料领域，目前研究主要集中于光转换材料的表面处理。

一种方法是改变块体材料出射面的几何形貌：由原来的平面改为凸形曲面(球面或椭球面等)。该方法虽然没有改变材料的全反射性能，但通过这个方法可以减小光的出射角，降低了光全反射概率。如公开号为CN201766096U、CN202423281U的中国专利公布了一种光转换块体材料。

这种方案的缺点在于：

1：该方法改善效果有限；

2：由平面制造成曲面，其工艺复杂、周期长，且材料损耗率高，制作成本大幅提升，不利于规模产业化生产应用。

皇家飞利浦电子股份有限公司申请的专利CN101904020A中公布了一种光转换材料表面的光子晶体结构，借助在表面构建周期性结构形成衍射光提高光逸出效率。这种通过改变块体材料表面的微观结构的方法可以更好的改善光逸出效率。

这种方案的缺点在于：

构建光子晶体进行微观结构的调控，其最大的缺点在于对设备的需求很高、工艺复杂，制作成本大幅提升，不利于产业化生产应用。

发明内容

本发明提供一种用于光波长转换的多晶块体材料的制备方法，其目的是解决现有技术的缺点，提高光提取效率，使工艺相对简单，有效控制成本，有利于规模化产业生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于光波长转换的多晶块体材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)以氧化铝、氧化钇、氧化铈为原料按石榴石结构的化学配比称量，按照原料：酒精：球的质量比为1:1.5:5比例，球磨混和均匀，干燥得到初始原料粉体；

2)所述初始原料粉体用筛网过筛获得粗、细不同粒径的粉体，筛分后按照细粒径粉体与粗粒径粉体按一定比例组合获得成型用粉体；

3)所述成型用粉体先经干压、再经冷等静压工艺压制成块体，施加压力为200-300MPa，在600～800℃氧气气氛中脱脂得到块体素坯；

4)所述块体素坯在真空气氛中，添加烧结助剂，低温烧结最终获得亚微米晶粒的多晶块体材料。