[发明专利]植物生长照明的远红光荧光透明陶瓷及方法、装置和应用

说明书

本发明公开了一种植物生长照明的远红光荧光透明陶瓷及方法、装置和应用。按化学式A₃Al_xO₁₂:yCr中各元素的化学计量比配制制备而成，A为Lu、Y、Gd、La中的至少一种，x和y的取值范围分别为：5≤x≤12，0.01％≤y≤5％；方法是按照化学组成及化学计量比配制原料，混合均匀后热处理烘烤干燥；熔融冷却后得到透明玻璃初样品，然后退火去再放入高温炉中进行析晶处理，接着在气体气氛下进行析晶及致密化烧结，切割、表面抛光后获得远红光荧光透明陶瓷；本发明通过将玻璃晶化致密化烧结相结合的方法制备出远红光荧光透明陶瓷，方法具有简单易操作、成本低等特点，发光性能优良，得到量子效率高、热稳定性好的用于植物照明的光源。

技术领域

本发明属于固体荧光材料技术领域的一种，具体涉及一种可用于植物生长的远红光荧光透明陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

科学研究表明，植物生长过程与光的种类及质量具有密不可分的关系。一般来说，植物的光合作用得益于400-480nm之间的蓝光；600-680nm之间的红光对植物的趋光性有重要影响；而680-780nm之间的远红光决定了植物的光形态发生。因此，对于温室内植物的生长来说，配以相对应的辅助光源可以促进植物的生长，缩短植物生长周期或增加植物产量，达到更好的经济效益。目前，对于作为补充植物生长的光源来说，采用相应波长的荧光转换LED是最佳的选择，因为与传统的荧光灯、金属卤化物灯和白炽灯相比较，其具有尺寸小、寿命长、能量转换效率高、节能环保等优点。

对于可用于植物照明的荧光转换型LED来说，荧光粉材料是决定其光效和光谱结构的关键因素。结合国内外文献及相关专利发现，高量子效率及高热稳定性的远红光荧光材料并未被成功制备出来。

Sun,L.；Devakumar,B.；Liang,J.；Li,B.；Wang,S.；Sun,Q.；Guo,H.；Huang,X.,Thermally stable La2LiSbO6:Mn4+,Mg2+far-red emitting phosphors with over90％internal quantum efficiency for plant growth LEDs.Rsc Adv 2018,8(56),31835-31842.

例如非专利文献《Thermally stable La2LiSbO6:Mn4+,Mg2+far-red emittingphosphors with over 90％internal quantum efficiency for plant growth LEDs.》(Rsc Adv.2018,8(56),31835-31842.)公开了一种化学成分为La₂LiSbO₆:Mn⁴⁺,Mg²⁺的远红光荧光粉，在338nm激发下可以产生波长在650-750nm之间的远红光发射。其量子效率虽然高达92％但其在150℃下积分发射强度却只有58％，完全不适用于荧光转换型LED。

又如，非专利文献《Ultrastable red-emitting phosphor-in-glass forsuperior high-power artificial plant growth LEDs.》(J Mater Chem C.2018.6(7),1738-1745.)公开了一种化学成分为3.5MgO-0.5MgF₂-GeO₂:Mn⁴⁺的荧光粉,并用玻璃材料为基质，将其掺入，在420nm激发下可以产生600nm-700nm之间的远红光发射，虽然其在150℃下积分发射强度可保持100％，但量子效率却只有49.8％，因此很难用以商用化。