[发明专利]一种共晶荧光复合陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种共晶荧光复合陶瓷及其制备方法和应用。本发明提供的共晶荧光复合陶瓷为Ce³⁺和Cr³⁺共掺杂的Al₂O₃‑YAG共晶荧光陶瓷，以Al₂O₃‑YAG共晶荧光陶瓷中YAG相为基准，所述Cr³⁺的掺杂量为0.2～0.6wt.％。在本发明中，由于Cr³⁺的掺杂改变了Ce³⁺周围的晶体场，导致Ce³⁺离子的5d能级发生变化，能够提高共晶荧光陶瓷的显色指数。实施例结果表明，本发明提供的共晶荧光复合陶瓷的显色指数为71.3～80，相比于单掺杂Ce³⁺的共晶荧光陶瓷，显色指数提高了19.0％。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种共晶荧光复合陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

随着时代的不断发展以及全球对节能高效、绿色环保的需求，白色发光二极管(LED)以其发热量低、耗电量小、寿命长、响应速度快、光指向性好、抗震性能好、体积小、可平面封装以及实现灯具轻薄短小等优点逐渐得到了研究人员的青睐。这种新型的照明方式逐渐取代传统照明并广泛应用于室内外照明、景观照明、背光源、汽车照明等。

目前，商业上应用最广泛的LED是采用环氧树脂封装，YAG:Ce³⁺荧光粉与蓝光芯片搭配实现的。2001年，D.-Y.Park发现掺杂CeO₂的Al₂O₃-YAG共晶陶瓷作为结构材料具有优异的高温性能；随后Sakata发现掺杂Ce³⁺的Al₂O₃-YAG共晶荧光陶瓷因其出光效率高、掺杂均匀、稳定性高、热导率好等具有比YAG荧光粉更优异的发光性能而得到人们的广泛关注。因为Al₂O₃和YAG两相具有相近的折射率(分别为1.83、1.77)，较少的散射损失，而且长的激发光程，使其具有较高的出光效率，成为一种最具优势的荧光基质候选材料之一，但现有的Al₂O₃-YAG共晶荧光陶瓷显色指数较低，限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共晶荧光复合陶瓷及其制备方法和应用，本发明提供的共晶荧光复合陶瓷具有较高的显色指数，适宜作为高显色指数荧光材料使用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种共晶荧光复合陶瓷，所述共晶荧光复合陶瓷为Ce³⁺和Cr³⁺共掺杂的Al₂O₃-YAG共晶荧光陶瓷，以Al₂O₃-YAG共晶荧光陶瓷中YAG相为基准，所述Cr³⁺的掺杂量为0.2～0.6wt.％。

优选地，所述共晶荧光复合陶瓷中YAG相和Al₂O₃相的面积比为(54～58):(42～46)。

优选地，以Al₂O₃-YAG共晶荧光陶瓷中YAG相为基准，所述Ce³⁺的掺杂量为0.2～0.8wt.％。

本发明还提供了上述技术方案所述共晶荧光复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Al₂O₃粉末、Y₂O₃粉末、CeO₂粉末和Cr₂O₃粉末混合，得到混合粉末；

(2)将所述混合粉末进行压制，得到板条；