一种氮化物发光陶瓷及其制备方法
【专利摘要】一种氮化物发光陶瓷及其制备方法，涉及发光陶瓷。所述氮化物发光陶瓷为mCaF2/nCaAlSiN3:Eu；其中，m和n分别为CaF2和CaAlSiN3:Eu的相对质量分数，50％≤m≤99％，1％≤n≤50％，m+n＝100％。所述氮化物发光陶瓷的制备方法如下：将CaF2和CaAlSiN3:Eu混合，热压下烧结后，即得氮化物发光陶瓷。氮化物发光陶瓷化学成分简单，氮化物发光陶瓷的发光强度较高。
【专利说明】
一种氮化物发光陶瓷及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及发光陶瓷，尤其是涉及一种氮化物发光陶瓷及其制备方法。
【背景技术】
[0002]白光LED光源具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低发热量和坚固耐用等优点。
[0003]制造白光LED的过程中涉及点胶工艺。点胶过程看似简单，但却最终决定LED的出光品质。因为荧光粉易于在胶水固化过程中发生沉降，由沉降造成的荧光粉分布不均对白光LED色区集中度有很大影响，同时如抽真空除泡(胶+荧光粉混合物)时，如果工艺操作不当，光散射也会比较强，这会降低LED的出光效率。而使用发光陶瓷替代点胶，则可避免上述缺点，同时也能极大地简化传统封装过程，且有利于实现了广角发光。
[0004]关于发光陶瓷，中国专利公开号CN101857423A公开一种发光低温共烧陶瓷粉和其制备方法及由其制备的发光低温共烧陶瓷，所述发光低温共烧陶瓷粉由含有15?20mol%的Ca⑶3、60?70mol% 的31((^2115)4、10?2511101%的8203、3?1111101%的光激活剂和0.9?
3.2mol %的敏化剂以及相当于光激活剂和敏化剂总含量的电荷补偿剂的凝胶经煅烧制备所得。
[0005]中国专利公开号CN104193346A公开一种氮化物焚光粉/玻璃复合发光片层的制备方法，包括:将玻璃组分混匀，熔融，得到熔融玻璃液，水淬，烘干，研磨过筛，得到玻璃粉;其中按质量百分数，玻璃组分为Bi2O3: 60-70%，B2O3: 20-30%，ZnO: 6-8% ,Al2O3:2-4% ;将荧光粉与玻璃粉混合均匀，得到混合粉，然后在模具上铺平，压片，在500?600°C条件下，热处理0.5-1.5h，冷却，即得。
[0006]中国专利公开号CN103819091A公开一种半透明的荧光粉/玻璃复合发光陶瓷片及其制备方法，由荧光粉和低熔点玻璃粉经造粒-模压成型-烧结制成，其中荧光粉含量为30?85wt.%，低熔点玻璃粉含量为70?15wt.%。制成方法为:(I)将一定比例的荧光粉与玻璃粉均匀混合，加入造粒及脱模所需的粘结剂，得到60?100目的造粒粉；(2)将得到的造粒粉通过模具压制成型得到一定形状的坯体；(3)热处理，将坯体在300?395°C排胶2?4h，而后在395?410°C进行烧结I?2h，热处理过程全程在空气气氛中进行。最终得到荧光粉/玻璃复合发光陶瓷片。
[0007]中国专利公开号CN103855260A公开一种高散热高透光LED照明用光转换器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤:I)将荧光粉、导热材料、基材材料和粘结剂混合均匀，得到粉末A;2)将粉末A通过机械压铸，形成基材;3)将步骤2)中的基材进行烧结，使其具有较好的机械强度，不易破碎;4)将步骤3)烧结好的基材进行研磨、抛光，得到光转换器件。专利文献4中所述的基质材料为硅酸盐玻璃粉或低熔点陶瓷粉或耐高温高分子材料。
[0008]中国专利公开号CN104736664A公开一种波长转换部件的制造方法，该波长转换部件包含多晶陶瓷，其特征在于，包括如下工序:A)将成为硅源的物质、成为铝源的物质、成为钙源的物质以及成为铕源的物质混合;B)烧成得到的混合物，得到氧氮化物荧光体粉末;C)在惰性气氛下烧结该氧氮化物荧光体粉末得到所述多晶陶瓷，烧结荧光体粉末组成式:CaxiEux2Sii2-(y+z)Al(y+z)OzNi6-z(其中，S*，xl、x2、y、zS:0<xK3.40，0.05<x2<0.20，3.5<y<7.0，0<z<l)表示的组成，与由所述组成式表示的氧氮化物荧光体的理论氧含量相比，所述氧氮化物荧光体粉末的氧含量过剩，将由该组成式表示的氧氮化物荧光体的理论质量设为100质量％，该氧的过剩量为1.1?11.5质量％。提供波长转换部件，其通过被300?500nm的波长的光激发，在峰波长590?610nm的宽波长区域发出荧光，此时的转换效率大。
[0009]综合上述公开的专利，其技术原理多为使用多种物质(多为氧化物，如氧化铋，氧化硅等)组成的低熔点陶瓷粉或者玻璃粉与荧光粉混合后，在一定温度下烧结成发光陶瓷。
[0010]但上述公开的专利未考虑氮化物荧光粉在制造发光陶瓷时的稳定性问题。正如文南犬(Chiao-Wen Yeh,We1-Ting Chen,Ru-Shi Liu,Shu-Fen Hu,Hwo-Shuenn Sheu,Jin-MingChen and Hubertus T.Hintzen,Journal of the American Chemical Society,Vol.134,N0.34，14108-14117,2012)指出的那样，氮化物荧光粉其实是可以被氧化的。这些含氧化物的低熔点陶瓷粉或者玻璃粉与氮化物荧光粉混合后，烧结过程中，氧化物可能会使氮化物荧光粉氧化，从而使氮化物荧光粉的发光强度降低。但本发明中，只使用一种物质而不是多种物质与氮化物荧光粉混合，这种物质是氟化钙，显然氟化钙并不会氧化氮化物荧光粉。
[0011]总而言之，目前，使用氟化钙与氮化物荧光粉混合制造氮化物发光陶瓷，系
【申请人】首次发现。
【发明内容】
[0012]本发明的目的之一是提供一种氮化物发光陶瓷。
[0013]本发明的另一目的是提供一种氮化物发光陶瓷的制备方法。
[0014]所述氮化物发光陶瓷的构成如式(I)所示:
[0015]mCaF2/nCaAl S1N3: Eu (I);
[0016]其中，!!1和11分别为CaF2和CaAlSiN3: Eu的相对质量分数，50 %彡m彡99 %，I %彡η彡50% ,m+n = 100%。
[0017]优选的，所述m为80%?98%，11为2%?20%,m+n = 100%。
[0018]所述氮化物发光陶瓷的制备方法如下:
[0019]将CaF2和CaAlSiN3: Eu混合，热压下烧结后，即得氮化物发光陶瓷。
[0020]所述CaF2和CaAlSiN3 = Eu的纯度均优选不低于99.5%。
[0021]所述热压下烧结可采用压片后，在保护性气氛下进行热压烧结。
[0022]所述烧结的温度可为800?1200°C，烧结的压力可为10?30MPa，烧结的时间可为I?6h。
[0023]本发明的优点是:本发明氮化物发光陶瓷化学成分简单，氮化物发光陶瓷的发光强度较高。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例1中得到的氮化物发光陶瓷的照片；
[0025]图2为本发明实施例1中得到的氮化物发光陶瓷的光谱图；
[0026]图3为本发明实施列I中得到的氮化物发光陶瓷的X射线衍射图谱；
[0027]图4为本发明实施例1中得到的氮化物发光陶瓷的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合实施例和附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员还可做出其他实施例。
[0029]本发明提供了一种氮化物发光陶瓷，化学成分如式(I):
[0030]mCaF2/nCaAl S1N3: Eu (I);
[0031]其中，50%彡m彡99%，1% 彡η彡50% ,m+n= 100% ;m优选为80% ?98%，n优选为2%?20% ,m+n = 100% ;m最好为90%，n最好为 10% ；
[0032]本发明还提供了一种氮化物发光陶瓷的制备方法:将CaF2和CaAlSiN3= Eu混合，压片后，在保护性气氛下，在一定的烧结温度和烧结压力下，进行热压烧结，经过一定的烧结时间，得到氮化物发光陶瓷。
[0033]将CaF2和CaAlSiN3: Eu混合，优选采用研磨进行混合;混合后，优选进行压片，更优选干燥后进行压片;所述压片的压力优选为I?3MPa。
[0034]压片后，在保护性气氛中进行热压烧结;所述保护性气氛为本领域技术人员熟知的干燥气氛即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氩气;本发明中，所述烧结温度优选为800?1200°C ;在本发明提供的一些实施例中，所述烧结温度优选为1000°C ;所述烧结压力优选为10?30MPa;在本发明提供的一些实施例中，所述烧结压力优选为20MPa;所述烧结时间优选为I?6h，在本发明提供的一些实施例中，所述烧结时间优选为3h。
[0035]所述热压烧结优选在热压炉内进行;热压烧结后，随炉冷却至室温，即可得到氮化物发光陶瓷。
[0036]本发明以CaF2/CaAlSiN3:Eu为原料，采用热压烧结工艺，成功制备一种氮化物氮化物发光陶瓷。
[0037]为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种氮化物发光陶瓷及其制备方法进行详细描述。
[0038]实施例1
[0039]原料为0&?2(分析纯)和0&413丨犯(市售)，质量比为90:10，将上述原料研磨混匀、在热压炉内，在氩气气氛下，热压烧结，烧结温度为1000°C ;烧结压力为20MPa;烧结时间为3h。烧结完毕后，随炉冷却到室温，得到氮化物发光陶瓷。
[0040]氮化物发光陶瓷的实物照片如图1所示。
[0041]利用荧光光谱仪对实施例1中得到氮化物发光陶瓷进行分析，得到其激发光谱和发射光谱图，如图2所示。可见该氮化物发光陶瓷可以在蓝光激发下发射红光。
[0042]利用X射线衍射仪对实施例1中得到氮化物发光陶瓷进行分析，得到其X射线衍射谱图，如图3所示。
[0043]利用电子扫描显微镜对实施例1中得到氮化物发光陶瓷进行分析，得到其扫描电镜照片，如图4所示。
[0044]本发明提供了一种氮化物发光陶瓷及其制备方法。本发明的优点是，本发明氮化物发光陶瓷化学成分简单，氮化物发光陶瓷的发光强度较高。
【主权项】
1.一种氮化物发光陶瓷，其特征在于其构成如式(I)所示: mCaF2/nCaAlSiN3: Eu (I); 其中，111和11分别为CaF2和CaAlSiN3: Eu的相对质量分数，50 %彡m彡99 %,1%彡η彡50 %，m+n = 100% ο2.如权利要求1所述一种氮化物发光陶瓷，其特征在于所述m为80%?98%，η为2 %?.20% ,m+n = 100%。3.如权利要求1所述氮化物发光陶瓷的制备方法，其特征在于其具体步骤如下: 将CaF2和CaAlSiN3: Eu混合，热压下烧结后，即得氮化物发光陶瓷。4.如权利要求3所述氮化物发光陶瓷的制备方法，其特征在于所述CaF2和CaAlSiN3: Eu的纯度不低于99.5%。5.如权利要求3所述氮化物发光陶瓷的制备方法，其特征在于所述热压下烧结采用压片后，在保护性气氛下进行热压烧结。6.如权利要求3所述氮化物发光陶瓷的制备方法，其特征在于所述烧结的温度为800?.1200 °C，烧结的压力为1?30MPa，烧结的时间为I?6h。
【文档编号】C04B35/58GK105884368SQ201610227203
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】解荣军, 周天亮, 庄逸熙
【申请人】厦门大学