CN109516806B - 一种红色发光陶瓷及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种红色发光陶瓷及其制备方法与应用，属于发光材料技术领域。该红色发光陶瓷经反应原料真空烧结而得。反应原料为分子式为A2B1‑xF6:xMn4+的粉体，A包括Na或K，B包括Si、Ge和Ti中的任意一种，0.03≤x≤0.08。该红色发光陶瓷具有较高的导热性能。制备方法包括：将反应原料于真空烧结装置中，第一次升温至180‑220℃，第一次保温1‑5h，随后第二次升温至500‑700℃，第二次保温4‑12h。该方法工艺简单，成本较低，适合规模化生产。该红色发光陶瓷可用于大功率LED照明和显示以及激光照明和显示等领域。

Description

一种红色发光陶瓷及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于发光材料技术领域，且特别涉及一种红色发光陶瓷及其制备方法与应用。
背景技术
在当前世界能源日益紧张，环境问题突出的大背景之下，世界各国都在加强节能高效的绿色能源技术的开发，由于半导体照明光源具有节能环保、潜在光效高、寿命长、体积小等优点，是最具发展潜力的绿色光源，大力发展半导体照明产业已成为世界各国的共识。随着科技的进步，近年来，基于高功率蓝光发光二极管(LED)及蓝光激光二极管(LD)等高能量密度光源作为激发光源激发荧光粉，通过波长转换实现白光的半导体照明装置的研究盛行。在这些白光器件的制备过程中，荧光材料是关键材料，荧光材料的性能直接决定着白光器件的光效、色坐标、色温及显色性等性能。
目前，高功率白光LED实现的主要方式是将荧光粉通过有机封装材料(环氧树脂或有机硅)涂敷固化在蓝光LED芯片上，通过波长转换实现白光。然而这种封装方法还存在以下问题：芯片持续点亮下容易引起器件发热和温度升高，会造成封装材料老化和荧光粉性能劣化，从而造成器件寿命缩短。
目前，LD白光照明器件是由蓝光LD激发荧光粉片得到白光，由于激光具有很好的方向性，可以通过光纤耦合的方法获得高功率的激光光源，而且聚焦的光斑最低可达到几个微米的直径，因此利用该束激光直接照射到荧光粉表面上时会迅速产生大量的热，导致荧光粉迅速衰减。
因此，需研发一种能够满足下一代高功率白光LED器件和激光白光照明器件所需的高效荧光材料。
发明内容
本发明的目的之一包括提供一种红色发光陶瓷，该红色发光陶瓷具有较高的导热性能，能够有效解决荧光粉在高能量密度光源的激发下光效低以及稳定性差的问题。
本发明的目的之二包括提供一种上述红色发光陶瓷的制备方法，该制备方法工艺简单，成本较低，适合规模化生产。
本发明的目的之三包括提供一种上述红色发光陶瓷的应用，例如可将其用于大功率LED照明及显示或者用于激光照明及显示。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明实施例提出了一种红色发光陶瓷，该红色发光陶瓷经反应原料真空烧结而得。
反应原料为分子式为A2B1-xF6:xMn4+的粉体，其中，A包括Na或K，B包括Si、Ge和Ti中的任意一种，0.03≤x≤0.08。
本发明还提出了一种上述红色发光陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将反应原料于真空烧结装置中，在真空度大于10-3Pa的条件下，第一次升温至180-220℃，第一次保温1-5h，随后第二次升温至500-700℃，第二次保温4-12h。
本发明还提出了一种上述红色发光陶瓷的应用，例如可将其用于大功率LED照明及显示或用于激光照明及显示。
本发明实施例中红色发光陶瓷及其制备方法与应用的有益效果包括：
本发明较佳实施例提供的红色发光陶瓷具有较高的导热性能，能够有效解决荧光粉在高能量密度光源的激发下光效低以及稳定性差的问题。其制备方法工艺简单，成本较低，适合规模化生产。该红色发光陶瓷可用于大功率LED照明和显示，或者用于激光照明和显示等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的红色发光陶瓷的XRD图；
图2为本申请实施例1提供的红色发光陶瓷在室温下的激发和发射光谱图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下对本申请技术方案进行详细说明。
本申请涉及的红色发光陶瓷主要经反应原料真空烧结而得。反应原料为分子式为A2B1-xF6:xMn4+的粉体，其中，A包括Na或K，B包括Si、Ge和Ti中的任意一种，0.03≤x≤0.08。
在一些实施方式中，上述分子式为A2B1-xF6:xMn4+的粉体例如可以包括K2Ti0.94F6:0.06Mn4+、Na2Ti0.95F6:0.05Mn4+、K2Si0.96F6:0.04Mn4+、Na2Si0.92F6:0.08Mn4+、K2Ge0.93F6:0.07Mn4+或Na2Ge0.97F6:0.03Mn4+。作为可选地，上述分子式为A2B1-xF6:xMn4+的粉体可以直接购买，也可以参照现有技术中的相关制备方法自行制备，在此，对A2B1-xF6:xMn4+的粉体的制备方法不做赘述。
本申请红色发光陶瓷的制备方法包括如下步骤：将反应原料于真空烧结装置(例如真空烧结炉)中，在真空度大于10-3Pa的条件下，第一次升温至180-220℃，第一次保温1-5h，随后第二次升温至500-700℃，第二次保温4-12h。
在一些实施方式中，真空度具体可以设置为1.5×10-3Pa或2×10-3Pa等。
在一些实施方式中，第一次升温的温度可以为180℃、190℃、200℃、210℃或220℃等，也可以为185℃、195℃、205℃或215℃等，还可以为180-220℃范围内的任一温度值。第一次保温的时间可以为1h、2h、3h、4h或5h等，也可以为1.5h、2.5h、3.5h或4.5h等，还可以为1-5h范围内的任一时间值。值得说明的是，本申请中，第一次升温温度和第一次保温时间可在上述180-220℃以及1-5h范围内自由组合。
在一些实施方式中，第二次升温的温度可以为500℃、550℃、600℃、650℃或700℃等，也可以为505℃、555℃、605℃或655℃等，还可以为500-700℃范围内的任一温度值。第二次保温的时间可以为4h、6h、8h、10h或12h等，也可以为5h、7h、9h或11h等，还可以为4-12h范围内的任一时间值。值得说明的是，本申请中，第二次升温温度和第二次保温时间可在上述500-700℃以及4-12h范围内自由组合。
本申请通过设置两次升温，第一次升温阶段的温度明显低于第二次升温阶段的温度，其主要目的是通过第一次升温除去待烧结物质中所含的水分。第二次升温则主要是对待烧结物质进行快速烧结。
在一些优选的实施方式中，第二次升温过程中，还向真空烧结装置中通入保护气体至真空烧结装置中的气压达9.5-10MPa。其中，保护气体例如可以包括氮气或氩气。通过通入保护气体以避免烧结过程中引入氧，并降低烧结的温度，缩短烧成时间，提高陶瓷的致密性。
本申请中，反应原料在置于真空烧结装置前，还包括于10-20MPa，如10MPa、12MPa、15MPa、18MPa或20MPa等的条件下干压。作为可选地，干压可在石墨模具中进行。
进一步地，反应原料在干压前，还依次包括球磨、干燥和/或过筛步骤。
在一些实施方式中，球磨时间可以设置为24-50h，如24h、28h、30h、35h、40h、45h或50h等，也可为24-50h范围内的任一时间值。
当具有干燥步骤时，干燥可以于55-65℃的条件下处理24-48h。其中，干燥温度可以为55℃、60℃或65℃等，干燥时间可以为24h、28h、32h、35h、38h、40h、45h或48h等。此外，干燥时间和干燥温度还可在上述55-65℃以及24-48h范围内自由组合。
当具有过筛步骤时，过筛使用的筛为150-250目筛，如150目筛、200目筛或250目筛等。
进一步地，真空烧结后，还可根据实际需要打磨抛光烧结所得的烧结体，以得到相应光滑度或厚度的红色发光陶瓷。
发明人发现，经上述制备方法制备而得的红色发光陶瓷较传统的荧光粉具有较高的吸收系数和折射率，可以解决荧光粉对光的散射和吸收，提高发光效率；该红色发光陶瓷不存在晶体材料的分凝系数问题，可以实现多种发光离子的高浓度均匀共掺；并且，该红色发光陶瓷还具有优异的导热性能，可解决大功率蓝光LED和蓝光LD等高能量密度光源激发下造成的光衰问题，进一步提高器件的发光稳定性和使用寿命。
此外，本申请还提供了一种上述红色发光陶瓷的应用，例如可将其用于大功率LED照明及显示，或者用于激光照明及显示等。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
称取K2Ti0.94F6:0.06Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料48h，混合均匀后，将原料置于60℃鼓风干燥箱中干燥48h，然后过200目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用20MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为2×10-3Pa的条件下，升温至200℃，保温2h，然后升温至700℃，并通入氩气至气压达到9.8MPa的条件下，保温8h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
该红色发光陶瓷的XRD图如图1所示，其在室温(25℃)下的激发和发射光谱图如图2所示，其中虚线谱图代表发射光谱图，实线谱图代表激发光谱图。
实施例2
称取Na2Ti0.95F6:0.05Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料30h，混合均匀后，将原料置于60℃鼓风干燥箱中干燥24h，然后过200目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用10MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为2×10-3Pa的条件下，升温至200℃，保温3h，然后升温至600℃，并通入氩气至气压达到9.8MPa的条件下，保温10h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
实施例3
称取K2Si0.96F6:0.04Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料48h，混合均匀后，将原料置于60℃鼓风干燥箱中干燥30h，然后过200目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用20MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为1.5×10-3Pa的条件下，升温至200℃，保温4h，然后升温至700℃，并通入氩气至气压达到9.8MPa的条件下，保温4h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
实施例4
称取Na2Si0.92F6:0.08Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料50h，混合均匀后，将原料置于60℃鼓风干燥箱中干燥40h，然后过200目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用20MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为2×10-3Pa的条件下，升温至200℃，保温5h，然后升温至650℃，并通入氩气至气压达到9.8MPa的条件下，保温6h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
实施例5
称取K2Ge0.93F6:0.07Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料30h，混合均匀后，将原料置于60℃鼓风干燥箱中干燥30h，然后过200目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用20MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为2×10-3Pa的条件下，升温至200℃，保温1h，然后升温至650℃，并通入氩气至气压达到9.8MPa的条件下，保温10h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
实施例6
称取Na2Ge0.97F6:0.03Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料24h，混合均匀后，将原料置于60℃鼓风干燥箱中干燥30h，然后过200目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用10MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为1.5×10-3Pa的条件下，升温至200℃，保温2h,，然后升温至500℃，并通入氮气至气压达到9.8MPa的条件下，保温12h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
实施例7
称取K2Ti0.94F6:0.06Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料24h，混合均匀后，将原料置于55℃鼓风干燥箱中干燥32h，然后过150目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用10MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为1.6×10-3Pa的条件下，升温至180℃，保温5h，然后升温至500℃，并通入氩气至气压达到9.5MPa的条件下，保温12h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
实施例8
称取K2Ti0.94F6:0.06Mn4+的粉体30g作为反应原料，将原料球磨混料50h，混合均匀后，将原料置于65℃鼓风干燥箱中干燥24h，然后过250目的筛；将过筛后的原料放入石墨模具中，先用15MPa的压力干压，然后放入真空烧结炉中，在真空度为1.8×10-3Pa的条件下，升温至220℃，保温1h，然后升温至600℃，并通入氩气至气压达到10MPa的条件下，保温4h，冷却至室温后得到烧结体；将烧结体打磨、抛光后，得到Mn4+激活的红色发光陶瓷。
综上，本申请提供的红色发光陶瓷具有较高的吸收系数和折射率等，能够有效解决荧光粉在高能量密度光源的激发下光效低以及稳定性差的问题。其制备方法工艺简单，成本较低，适合规模化生产。将该红色发光陶瓷用于制备半导体照明装置能提高半导体照明装置的发光稳定性和使用寿命。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种红色发光陶瓷，其特征在于，所述红色发光陶瓷经反应原料真空烧结而得；
所述反应原料包括K2Ti0.94F6:0.06Mn4+、Na2Ti0.95F6:0.05Mn4+、K2Si0.96F6:0.04Mn4+、Na2Si0.92F6:0.08Mn4+、K2Ge0.93F6:0.07Mn4+或Na2Ge0.97F6:0.03Mn4+；
所述红色发光陶瓷经以下步骤得到：将所述反应原料于真空烧结装置中，在真空度大于10-3Pa的条件下，第一次升温至180-220℃，第一次保温1-5h，随后第二次升温至500-700℃，第二次保温4-12h；
第二次升温过程中，向所述真空烧结装置中通入保护气体至所述真空烧结装置中的气压达9.5-10MPa；
所述反应原料在置于所述真空烧结装置前，还包括于10-20MPa的条件下干压；所述反应原料在干压前，还依次包括球磨、干燥和/或过筛步骤。
2.根据权利要求1所述的红色发光陶瓷，其特征在于，所述保护气体包括氮气或氩气。
3.根据权利要求1所述的红色发光陶瓷，其特征在于，球磨时间为24-50h，
当具有干燥步骤时，干燥于55-65℃的条件下处理24-48h；
当具有过筛步骤时，过筛使用的筛为150-250目筛。
4.根据权利要求1所述的红色发光陶瓷，其特征在于，真空烧结后，还包括打磨抛光烧结所得的烧结体。
5.如权利要求1所述的红色发光陶瓷的应用，其特征在于，所述红色发光陶瓷用于大功率LED照明及显示。
6.如权利要求1所述的红色发光陶瓷的应用，其特征在于，所述红色发光陶瓷用于激光照明及显示。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112094643B (zh) * 2019-06-18 2022-03-22 中国科学院福建物质结构研究所 一种Mn4+掺杂氟化物窄带红色荧光粉及其制备方法和应用
CN114989817B (zh) * 2022-05-20 2023-02-03 中山大学 一种过渡金属掺杂窄带发光凝胶材料及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103980896A (zh) * 2014-04-29 2014-08-13 中国科学院福建物质结构研究所 氟化物荧光粉体材料的制备方法
US20150076406A1 (en) * 2012-03-12 2015-03-19 Nitto Denko Corporation Emissive Compacts and Method of Making the Same
CN105753480A (zh) * 2016-02-22 2016-07-13 厦门大学 一种发光陶瓷材料及其制备方法和应用
CN108929680A (zh) * 2018-08-30 2018-12-04 合肥工业大学智能制造技术研究院 用于植物光控发育的发光材料及其制备方法与发光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150076406A1 (en) * 2012-03-12 2015-03-19 Nitto Denko Corporation Emissive Compacts and Method of Making the Same
CN103980896A (zh) * 2014-04-29 2014-08-13 中国科学院福建物质结构研究所 氟化物荧光粉体材料的制备方法
CN105753480A (zh) * 2016-02-22 2016-07-13 厦门大学 一种发光陶瓷材料及其制备方法和应用
CN108929680A (zh) * 2018-08-30 2018-12-04 合肥工业大学智能制造技术研究院 用于植物光控发育的发光材料及其制备方法与发光装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"A new path for the synthesis of high quantum efficiency narrow-band-emitting K2TiF6:Mn4+ phosphor for wide-gamut displays";Lei Chen等;《Chemical Engineering Journal》;20200929;第12761页 *
"Red Mn4+-Doped Fluoride Phosphors: Why Purity Matters";Reinert Verstraete等;《ACS Appl. Mater. Interfaces》;20180511;第18845-18856页 *
"Reliability of fluoride phosphor K2XF6:Mn4+ (K2XF6:Mn4+,K(Si,Ge)F6:Mn4+,K2TiF6:Mn4+)for LED application";Fei Zheng等;《Journal of Materials Science: Materials in Electronics》;20181026;第21061–21071页 *
"白光LED用K2SiF6：Mn4+红色荧光材料的制备及发光性能研究";傅汉清等;《材料研究与应用》;20161231;第10卷(第4期);第238-254页 *

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