[发明专利]一种复相荧光陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及发光材料领域，具体涉及一种复相荧光陶瓷材料及其制备方法，所述复相荧光陶瓷材料的化学组成为xY₂O₃‑yLu₂O₃‑zAl₂O₃‑mSiO₂‑nMgO‑pRe₂O₃，其中x、y、z、m、n、p为摩尔百分比，且2x+2y+2z+m+n+2p＝100％，该荧光陶瓷发射光谱在510‑680nm波段，其发光峰的波长可通过调节组分中Y₂O₃、Lu₂O₃、Al₂O₃、MgO和SiO₂的比例进行改变，能实现从520nm‑610nm荧光发射峰的变化，且高温下其发光效率稳定(80％@200℃)，其制备方法包括中低温合成粉体，大尺寸快速成型以及两步烧结和后处理等步骤。通过组分的调控解决了单一荧光透明陶瓷组分光谱缺少红光成分的问题，本发明为激光照明和显示实现高质量、多样化的选择，极大地降低了红光光源的设计成本、更利于激光光源光束均匀化和色彩多样化，对实际生产应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种荧光透明陶瓷，具体涉及一种蓝光激发下可见光波段宽光谱发射的复相荧光陶瓷材料及其制备方法，特别是一种包含主相发光基质相，辅相光散射组分相的荧光透明陶瓷材料及其制备方法，属于无机发光材料技术领域。

背景技术

荧光陶瓷是一种在高功率蓝光二极管光源激发下高转换效率、耐高温、抗热震优异和使用寿命长的光-光转换功能材料，具有高可见光透过率和稳定的机械和物理化学性能，可广泛应用于红外夜视、警告指示、大功率照明和高流明显示等技术领域。激光作为激发源激发荧光陶瓷的光源设备具有亮度高、射程远、长寿命和体积小等诸多优点，可广泛适用于户外广场照明、体育赛事场馆、汽车大灯以及航空航海照明等领域，未来有望取代LED激发的面光源在户外远程照明和大屏投影显示领域中得到广泛应用。

蓝光激光二极管为激发源辐照荧光陶瓷，导致陶瓷中发光离子电子跃迁至高能态，电子从高能态返回基态的过程，释放光子能量，实现光-光转换。作为激发光源的蓝光和荧光陶瓷发射的荧光(绿光、黄光或者红光)混合组成白光，然而当前激光激发荧光材料的照明设备仍然存在以下突出问题：荧光材料吸收和转换蓝光效率较低；出射白光色温偏高≥6000K，绿光和红光波段光谱强度不足显色指数不高；低荧光材料抗热震性能差，长时间使用易出现严重的热淬灭现象；出射的光斑中蓝光和荧光组分的混合均匀性差，易导致远场和近场出射光斑颜色不均匀。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种宽光谱发射的复相荧光陶瓷材料。该荧光陶瓷能够发射更宽的光谱范围，具有高效的蓝光的吸收和转换率，同时兼具激光和荧光的匀化功能，可以满足在200℃的高温下连续稳定的使用，有望大幅度提高大功率照明和高亮度显示设备的光源模组寿命。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种宽光谱发射的复相荧光陶瓷材料，其化学组成为xY₂O₃-yLu₂O₃-zAl₂O₃-mSiO₂-nMgO-pRe₂O₃，其中x、y、z、m、n、p为摩尔百分比， 0≤x≤20％，0≤y≤20％，10％≤x+y≤40％，10％≤z≤40％，10％≤m≤40％，10％≤n≤40％， 0.01％≤p≤10％，且2x+2y+2z+m+n+2p＝100％；作为上述方案的优选，0≤x≤20％， 10％≤y≤20％，且20％≤x+y≤40％；20％≤z≤30％，20％≤m≤30％，20％≤n≤30％， 0.05％≤p≤5％。