CN111908910A - 一种暖白光照明用高显指透明陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种暖白光照明用高显指透明陶瓷及其制备方法，采用共沉淀法制备了具有强结构刚性的透明陶瓷，掺杂Ce3+取代Sr2+和Lu3+时，在410 nm的激发下显示出较低的色温，实现了光谱展宽，提高了显指，非常适合用于适用于室内暖白光照明。

Description

一种暖白光照明用高显指透明陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于透明陶瓷应用技术领域，本发明提供一种暖白光照明用高显指透明陶瓷及其制备方法。
背景技术
近年来，随着发光材料及其制备技术的发展，以半导体发光二极管为基础的白光LED照明受到人们的广泛关注。实现白光LED照明的方式有多种，其中，“蓝色LED芯片＋黄色荧光粉”的组合方式是目前实现白光LED照明的重要方式之一。然而，高分子材料容易老化，且耐高温性差，从而会对白光LED的颜色品质和流明效率产生影响。
而且，由于缺少红色成分，导致色温(CCT)高，显色指数(CRI)低，在室内照明时不能给人带来温暖和舒适。此外，460 nm左右的强蓝色发射带太窄，导致出现富蓝色。为了获得热白光LED，近紫外LED芯片复合三色(红、绿、蓝)荧光粉成为人们研究的热点。这种方法可以有效地提高显色指数，调节色温，但不同荧光粉的制作复杂度和重吸收应是明显的，尤其是红色荧光粉对蓝光的吸收，这会降低荧光粉的发光效率。为了解决这一问题，人们采用掺Ce3+的YAG荧光陶瓷代替传统的荧光粉来封装白光LED。荧光陶瓷较传统的荧光粉具有较高的吸收系数和折射率，且其透明性好、硬度高、耐腐蚀、耐高温、制作工艺简单、生产成本低，可以大批量生产，且掺杂浓度易于控制,Ce3+掺杂在陶瓷中的分布也比较均匀。而采用蓝色InGaN芯片配以绿色和红色荧光粉来解决这一缺陷，虽然可以满足高CRI和低CCT的要求，但是绿色的缺失使其并不不适用于高质量的暖白光LED照明。因此，探索获得高CRI、低CCT的高效暖白光的新途径是一项迫切的工作。
近年来人们在荧光陶瓷的研究上花费了大量的精力和时间，合成了多种不同颜色的稀土和过渡元素掺杂的荧光陶瓷。但是Ce3+掺杂的石榴石结构的透明陶瓷很少能发出有效的青绿色光。虽然有些绿色发光的荧光粉如BaSi2O2N2:Eu2+，(Lu2M) (Al4Si) O12:Ce3+ (M=Mg、Ca、Sr和Ba), Ca2LuHf2 (AlO4)3:Ce3+等等，他们的缺点也是不可忽视的,如发射光谱较窄，热稳定性差，限制了其应用于高质量的暖白光LED。因此，探索在具有宽光谱发射的高效绿色荧光透明陶瓷对高质量的暖白光LED具有重要意义。
发明内容
1.为了解决上述问题，本发明提供了一种暖白光照明用高显指透明陶瓷及其制备方法，采用共沉淀法制备了具有强结构刚性的透明陶瓷，掺杂Ce3+取代Sr2+和Lu3+时，在410nm的激发下显示出较低的色温，实现了光谱展宽，提高了显指，非常适合用于适用于室内暖白光照明。
2.本发明的技术方案如下：
首先，按照化学计量比配置包括Ce3+、Lu3+、Sr2+、Hf4+和Al3+的硝酸盐溶液及氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液；然后，共沉淀过程，将复合沉淀剂溶液滴入至金属离子的硝酸盐溶液中并搅拌，并调整pH至8~10，然后常温下静置陈化，陈化后再依次加入去离子和无水乙醇抽滤、烘干、煅烧、过筛，得到前驱体粉体；最后，将得到的前驱体粉体进行冷等静压成型，得到素坯；将素坯置于真空烧结炉中烧结，然后置于管式炉中在氮中氢气氛下进行退火，抛光后得到所述透明陶瓷。
进一步的，所述金属离子的硝酸盐溶液的溶度为0.05~5.0mol/L；氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液的浓度为0.05-10mol/L，碳酸氢铵与氨水的摩尔浓度比为1: (0.5~5)；
所述复合沉淀剂溶液以5~10 ml/min的速率滴入到金属离子的硝酸盐溶液中，并不断搅拌；混合沉淀溶液搅拌速率为300~600 r/min，静置陈化时间为0.5~48h，抽滤速度为50~80 ml/min，加入的去离子水或无水乙醇与沉淀溶液的体积比为 (1~2):1，次数分别为3~5次；抽滤后得到的前驱体在50~80°C的烘箱中干燥12~48 h；然后在900~1300°C煅烧2-6 h。
所述冷等静压的压力为200~240 MPa，保压3~6 min；真空烧结的温度为1700~1900oC，升温速率为2~5 oC/min，保温时间为5~10 h；退火时，所述氮气与氢气的体积之比为1：（0.2~1），退火温度为1100 oC~1400 oC。
有益效果
1.本发明提供的一种暖白光照明用高显指透明陶瓷材料，具有更高的结构刚性，在410nm的激发下，具有430~750 nm的宽发射光谱，色温低于3800K，显指达到90~91.6，所制成的LED器件可得到优异的暖白光。
2.本发明提供的方法在制备透明陶瓷的过程中，选用高纯的原料粉体，并严格控制共沉淀过程中杂质的引入，制备出的透明陶瓷前驱体纯度高，具有更好的热稳定性，非常适合用于高质量透明陶瓷的制备。
3.本发明提供的用于暖白光照明的高显指透明陶瓷，制备方法简便，陈化时间可在大范围内调整，有利于工业化生产。
附图说明
图1实施例1制备的透明陶瓷与400nmLED芯片和CaAlSiN3:Eu3+组合的发光装置电致发光光谱与点亮照片
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1：Ce0.02(Sr2Lu)0.98Hf2(AlO4)3透明陶瓷
首先，按照化学计量比配置包括Ce3+、Lu3+、Sr2+、Hf4+和Al3+的硝酸盐溶液及氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液；然后，共沉淀过程，将复合沉淀剂溶液滴入至金属离子的硝酸盐溶液中并搅拌，并调整pH至9，然后常温下静置陈化，陈化后再依次加入去离子和无水乙醇抽滤、烘干、煅烧、过筛，得到前驱体粉体；最后，将得到的前驱体粉体进行冷等静压成型，得到素坯；将素坯置于真空烧结炉中烧结，然后置于管式炉中在氮中氢气氛下进行退火，抛光后得到所述透明陶瓷。
进一步的，所述金属离子的硝酸盐溶液的溶度为5.0mol/L；氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液的浓度为0.05mol/L，碳酸氢铵与氨水的摩尔浓度比为1: 0.5；
所述复合沉淀剂溶液以10 ml/min的速率滴入到金属离子的硝酸盐溶液中，并不断搅拌；混合沉淀溶液搅拌速率为300 r/min，静置陈化时间为48h，抽滤速度为50 ml/min，加入的去离子水或无水乙醇与沉淀溶液的体积比为 2:1，次数分别为5次；抽滤后得到的前驱体在50°C的烘箱中干燥48 h；然后在900°C煅烧6 h。
所述冷等静压的压力为200MPa，保压3 min；真空烧结的温度为1900 oC，升温速率为2 oC/min，保温时间为10 h；退火时，所述氮气与氢气的体积之比为1：0.2，退火温度为1400 oC。
如图1，在410 nm的激发下，具有430~750 nm的宽发射光谱，色温为3780K，显指达到91.6。
实施例2： Ce0.05(Sr2Lu)0.95Hf2(AlO4)3透明陶瓷
首先，按照化学计量比配置包括Ce3+、Lu3+、Sr2+、Hf4+和Al3+的硝酸盐溶液及氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液；然后，共沉淀过程，将复合沉淀剂溶液滴入至金属离子的硝酸盐溶液中并搅拌，并调整pH至8，然后常温下静置陈化，陈化后再依次加入去离子和无水乙醇抽滤、烘干、煅烧、过筛，得到前驱体粉体；最后，将得到的前驱体粉体进行冷等静压成型，得到素坯；将素坯置于真空烧结炉中烧结，然后置于管式炉中在氮中氢气氛下进行退火，抛光后得到所述透明陶瓷。
进一步的，所述金属离子的硝酸盐溶液的溶度为0.05mol/L；氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液的浓度为0.05-10mol/L，碳酸氢铵与氨水的摩尔浓度比为1:5；
所述复合沉淀剂溶液以5 ml/min的速率滴入到金属离子的硝酸盐溶液中，并不断搅拌；混合沉淀溶液搅拌速率为600 r/min，静置陈化时间为0.5h，抽滤速度为80 ml/min，加入的去离子水或无水乙醇与沉淀溶液的体积比为 1:1，次数分别为4次；抽滤后得到的前驱体在80°C的烘箱中干燥12 h；然后在1300°C煅烧2 h。
所述冷等静压的压力为240 MPa，保压6 min；真空烧结的温度为1700 oC，升温速率为5 oC/min，保温时间为5 h；退火时，所述氮气与氢气的体积之比为1：1，退火温度为1100 oC。
在410 nm的激发下，具有430~750 nm的宽发射光谱，色温为3702K，显指达到90.2。
实施例3：Ce0.03(Sr2Lu)0.97Hf2(AlO4)3透明陶瓷
首先，按照化学计量比配置包括Ce3+、Lu3+、Sr2+、Hf4+和Al3+的硝酸盐溶液及氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液；然后，共沉淀过程，将复合沉淀剂溶液滴入至金属离子的硝酸盐溶液中并搅拌，并调整pH至10，然后常温下静置陈化，陈化后再依次加入去离子和无水乙醇抽滤、烘干、煅烧、过筛，得到前驱体粉体；最后，将得到的前驱体粉体进行冷等静压成型，得到素坯；将素坯置于真空烧结炉中烧结，然后置于管式炉中在氮中氢气氛下进行退火，抛光后得到所述透明陶瓷。
进一步的，所述金属离子的硝酸盐溶液的溶度为1.0mol/L；氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液的浓度为2mol/L，碳酸氢铵与氨水的摩尔浓度比为1:1；
所述复合沉淀剂溶液以8 ml/min的速率滴入到金属离子的硝酸盐溶液中，并不断搅拌；混合沉淀溶液搅拌速率为400 r/min，静置陈化时间为12h，抽滤速度为70 ml/min，加入的去离子水或无水乙醇与沉淀溶液的体积比为 1.5:1，次数分别为3次；抽滤后得到的前驱体在75°C的烘箱中干燥24 h；然后在1000°C煅烧5 h。
所述冷等静压的压力为220 MPa，保压4 min；真空烧结的温度为1750 oC，升温速率为4 oC/min，保温时间为8 h；退火时，所述氮气与氢气的体积之比为1：0.5，退火温度为1200 oC。
在410 nm的激发下，具有430~750 nm的宽发射光谱，色温为3750K，显指达到90。
实施例4：Ce0.02(Sr2Lu)0.98Hf2(AlO4)3透明陶瓷
首先，按照化学计量比配置包括Ce3+、Lu3+、Sr2+、Hf4+和Al3+的硝酸盐溶液及氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液；然后，共沉淀过程，将复合沉淀剂溶液滴入至金属离子的硝酸盐溶液中并搅拌，并调整pH至7，然后常温下静置陈化，陈化后再依次加入去离子和无水乙醇抽滤、烘干、煅烧、过筛，得到前驱体粉体；最后，将得到的前驱体粉体进行冷等静压成型，得到素坯；将素坯置于真空烧结炉中烧结，然后置于管式炉中在氮中氢气氛下进行退火，抛光后得到所述透明陶瓷。
进一步的，所述金属离子的硝酸盐溶液的溶度为5.0mol/L；氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液的浓度为0.05mol/L，碳酸氢铵与氨水的摩尔浓度比为1: 0.5；
所述复合沉淀剂溶液以10 ml/min的速率滴入到金属离子的硝酸盐溶液中，并不断搅拌；混合沉淀溶液搅拌速率为300 r/min，静置陈化时间为48h，抽滤速度为50 ml/min，加入的去离子水或无水乙醇与沉淀溶液的体积比为 2:1，次数分别为5次；抽滤后得到的前驱体在50°C的烘箱中干燥48 h；然后在900°C煅烧1 h。
所述冷等静压的压力为200MPa，保压3 min；真空烧结的温度为1900 oC，升温速率为2 oC/min，保温时间为10 h；退火时，所述氮气与氢气的体积之比为1：0.2，退火温度为1400 oC。
与实施例1相比，在较低的pH下进行共沉淀且素烧时间较短，在点亮时出现了陶瓷样品断裂的情况，热稳定性差，不适合应用。

Claims (6)

1. 一种暖白光照明用高显指透明陶瓷的制备方法，其特征在于，所制备的透明陶瓷粉体满足下式组分：
Cex(Sr2Lu)1-xHf2(AlO4)3
其中0<x≤0.05，具体步骤如下：
步骤一：按照化学计量比配置包括Ce3+、Lu3+、Sr2+、Hf4+和Al3+的硝酸盐溶液及氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液；
步骤二：共沉淀过程，将复合沉淀剂溶液滴入至金属离子的硝酸盐溶液中并搅拌，并调整pH至8~10，然后常温下静置陈化，陈化后再依次加入去离子和无水乙醇抽滤、烘干、煅烧、过筛，得到前驱体粉体；
步骤三：将得到的前驱体粉体进行冷等静压成型，得到素坯；将素坯置于真空烧结炉中烧结，然后置于管式炉中在氮中氢气氛下进行退火，抛光后得到所述透明陶瓷。
2.按权利要求1所述的暖白光照明用高显指透明陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤一中，金属离子的硝酸盐溶液的溶度为0.05~5.0mol/L；氨水和碳酸氢铵的复合沉淀剂溶液的浓度为0.05-10mol/L，碳酸氢铵与氨水的摩尔浓度比为1: (0.5~5)。
3.按权利要求1所述的暖白光照明用高显指透明陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤二中，复合沉淀剂溶液以5~10 ml/min的速率滴入到金属离子的硝酸盐溶液中，并不断搅拌；混合沉淀溶液搅拌速率为300~600 r/min，静置陈化时间为0.5~48h，抽滤速度为50~80 ml/min，加入的去离子水或无水乙醇与沉淀溶液的体积比为 (1~2):1，次数分别为3~5次；抽滤后得到的前驱体在50~80°C的烘箱中干燥12~48 h；然后在900~1300°C煅烧2-6 h。
4. 按权利要求1所述的暖白光照明用高显指透明陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤三中，冷等静压的压力为200~240 MPa，保压3~6 min；真空烧结的温度为1700~1900 oC，升温速率为2~5 oC/min，保温时间为5~10 h；退火时，所述氮气与氢气的体积之比为1：（0.2~1），退火温度为1100 oC~1400 oC。
5. 按权利要求1所述的暖白光照明用高显指透明陶瓷的制备方法，其特征在于，最终制备得到的暖白光照明用高显指透明陶瓷在410 nm的激发下，具有430~750 nm的宽发射光谱，色温低于3800K，显指达到90~91.6。
6.一种暖白光照明用高显指透明陶瓷，其特征在于，按权利要求1-5任一项所述的暖白光照明用高显指透明陶瓷的制备方法制备而成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500163A (zh) * 2020-12-24 2021-03-16 中红外激光研究院(江苏)有限公司 一种高可见光透过率氧化钇透明陶瓷的制备方法

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101333441A (zh) * 2008-07-16 2008-12-31 上海大学 Ce3+掺杂的镥铝石榴石纳米陶瓷发光粉体的制备方法
US20100084962A1 (en) * 2007-03-06 2010-04-08 Merck Patent Gesellschaft Luminophores made of doped garnet for pcleds
CN102690113A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 上海大学 镥铝石榴石透明闪烁陶瓷的低温真空烧结制备方法
US20140152173A1 (en) * 2011-07-05 2014-06-05 Panasonic Corporation Rare earth aluminum garnet type phosphor and light-emitting device using the same
CN104030693A (zh) * 2014-06-16 2014-09-10 上海应用技术学院 一种三元阳离子Ce：LuAG陶瓷荧光粉的制备方法
CN104496474A (zh) * 2014-11-24 2015-04-08 南京工业大学 一种紫外转换白光led透明陶瓷材料及其制备方法
CN104557012A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 徐州市江苏师范大学激光科技有限公司 一种Pr：LuAG闪烁陶瓷的制备方法
CN106459758A (zh) * 2014-05-01 2017-02-22 东北泰克诺亚奇股份有限公司 发光体及辐射探测器
CN106520119A (zh) * 2016-10-24 2017-03-22 兰州大学 一种可发出青色光的荧光粉及其制备方法
US20170315433A1 (en) * 2014-11-11 2017-11-02 Koninklijke Philips N.V. Lighting device with ceramic garnet
CN108218417A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种低价态离子掺杂的LuAG:Ce,Me闪烁陶瓷及其制备方法
CN108410452A (zh) * 2017-02-09 2018-08-17 有研稀土新材料股份有限公司 发光材料组合物以及发光装置
CN108863340A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种复合结构透明闪烁陶瓷及其制备方法
CN109205654A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 山东力诺瑞特新能源有限公司 一种Ce、Sm共掺杂Lu3Al5O12纳米荧光粉的微波制备方法
CN109417841A (zh) * 2016-01-28 2019-03-01 生态照明公司 用于led光转化的组合物
WO2019053242A1 (de) * 2017-09-18 2019-03-21 Merck Patent Gmbh Mehrkomponentenleuchtstoffe als farbkonverter für festkörperlichtquellen
CN109592978A (zh) * 2018-12-03 2019-04-09 江苏师范大学 高功率led/ld照明用暖白光高显指荧光陶瓷及其制备方法与应用
CN111205081A (zh) * 2020-01-21 2020-05-29 徐州凹凸光电科技有限公司 一种单一结构式低色温高显指荧光陶瓷及其制备方法与应用

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100084962A1 (en) * 2007-03-06 2010-04-08 Merck Patent Gesellschaft Luminophores made of doped garnet for pcleds
CN101333441A (zh) * 2008-07-16 2008-12-31 上海大学 Ce3+掺杂的镥铝石榴石纳米陶瓷发光粉体的制备方法
US20140152173A1 (en) * 2011-07-05 2014-06-05 Panasonic Corporation Rare earth aluminum garnet type phosphor and light-emitting device using the same
CN102690113A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 上海大学 镥铝石榴石透明闪烁陶瓷的低温真空烧结制备方法
CN106459758A (zh) * 2014-05-01 2017-02-22 东北泰克诺亚奇股份有限公司 发光体及辐射探测器
CN104030693A (zh) * 2014-06-16 2014-09-10 上海应用技术学院 一种三元阳离子Ce：LuAG陶瓷荧光粉的制备方法
US20170315433A1 (en) * 2014-11-11 2017-11-02 Koninklijke Philips N.V. Lighting device with ceramic garnet
CN104496474A (zh) * 2014-11-24 2015-04-08 南京工业大学 一种紫外转换白光led透明陶瓷材料及其制备方法
CN104557012A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 徐州市江苏师范大学激光科技有限公司 一种Pr：LuAG闪烁陶瓷的制备方法
CN109417841A (zh) * 2016-01-28 2019-03-01 生态照明公司 用于led光转化的组合物
CN106520119A (zh) * 2016-10-24 2017-03-22 兰州大学 一种可发出青色光的荧光粉及其制备方法
CN108218417A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种低价态离子掺杂的LuAG:Ce,Me闪烁陶瓷及其制备方法
CN108410452A (zh) * 2017-02-09 2018-08-17 有研稀土新材料股份有限公司 发光材料组合物以及发光装置
CN108863340A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种复合结构透明闪烁陶瓷及其制备方法
WO2019053242A1 (de) * 2017-09-18 2019-03-21 Merck Patent Gmbh Mehrkomponentenleuchtstoffe als farbkonverter für festkörperlichtquellen
CN109205654A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 山东力诺瑞特新能源有限公司 一种Ce、Sm共掺杂Lu3Al5O12纳米荧光粉的微波制备方法
CN109592978A (zh) * 2018-12-03 2019-04-09 江苏师范大学 高功率led/ld照明用暖白光高显指荧光陶瓷及其制备方法与应用
CN111205081A (zh) * 2020-01-21 2020-05-29 徐州凹凸光电科技有限公司 一种单一结构式低色温高显指荧光陶瓷及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUI-LI LI ET AL.: "Fabrication of transparent cerium-doped lutetium aluminum garnet ceramics by co-precipitation routes", 《JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY》 *
JIAN XU ET AL.: "Scintillation and luminescent properties of cerium doped lutetium aluminum garnet(Ce:LuAG) powders and transparent ceramics", 《IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE》 *
KEI KAMADA ET AL.: "Co-doping effects on luminescence and scintillation properties of Ce doped Lu3Al5O12 scintillator", 《NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH A》 *
LIANGLING SUN ET AL.: "A broadband cyan-emitting Ca2LuZr2(AlO4)3:Ce3+ garnet phosphor for near-ultraviolet-pumped warm-white light-emitting diodes with an improved color rendering index", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C》 *
XICHENG WANG ET AL.: "Synthesis,structure and photoluminescence properties of Ca2LuHf2(AlO4)3:Ce3+, a novel garnet-based cyan light-emitting phosphor", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C》 *
谢建军 等: "共沉淀法制备Lu3Al5O12:Ce陶瓷发光粉体的研究", 《中国稀土学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500163A (zh) * 2020-12-24 2021-03-16 中红外激光研究院(江苏)有限公司 一种高可见光透过率氧化钇透明陶瓷的制备方法

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