一種氮化物發光陶瓷及其制備方法
【專利摘要】一種氮化物發光陶瓷及其制備方法，涉及發光陶瓷。所述氮化物發光陶瓷為mCaF2/nCaAlSiN3:Eu；其中，m和n分別為CaF2和CaAlSiN3:Eu的相對質量分數，50％≤m≤99％，1％≤n≤50％，m+n＝100％。所述氮化物發光陶瓷的制備方法如下：將CaF2和CaAlSiN3:Eu混合，熱壓下燒結后，即得氮化物發光陶瓷。氮化物發光陶瓷化學成分簡單，氮化物發光陶瓷的發光強度較高。
【專利說明】
一種氮化物發光陶瓷及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及發光陶瓷，尤其是涉及一種氮化物發光陶瓷及其制備方法。
【背景技術】
[0002]白光LED光源具有體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、低發熱量和堅固耐用等優點。
[0003]制造白光LED的過程中涉及點膠工藝。點膠過程看似簡單，但卻最終決定LED的出光品質。因為熒光粉易于在膠水固化過程中發生沉降，由沉降造成的熒光粉分布不均對白光LED色區集中度有很大影響，同時如抽真空除泡(膠+熒光粉混合物)時，如果工藝操作不當，光散射也會比較強，這會降低LED的出光效率。而使用發光陶瓷替代點膠，則可避免上述缺點，同時也能極大地簡化傳統封裝過程，且有利于實現了廣角發光。
[0004]關于發光陶瓷，中國專利公開號CN101857423A公開一種發光低溫共燒陶瓷粉和其制備方法及由其制備的發光低溫共燒陶瓷，所述發光低溫共燒陶瓷粉由含有15?20mol%的Ca⑶3、60?70mol% 的31((^2115)4、10?2511101%的8203、3?1111101%的光激活劑和0.9?
3.2mol %的敏化劑以及相當于光激活劑和敏化劑總含量的電荷補償劑的凝膠經煅燒制備所得。
[0005]中國專利公開號CN104193346A公開一種氮化物焚光粉/玻璃復合發光片層的制備方法，包括:將玻璃組分混勻，熔融，得到熔融玻璃液，水淬，烘干，研磨過篩，得到玻璃粉;其中按質量百分數，玻璃組分為Bi2O3: 60-70%，B2O3: 20-30%，ZnO: 6-8% ,Al2O3:2-4% ;將熒光粉與玻璃粉混合均勻，得到混合粉，然后在模具上鋪平，壓片，在500?600°C條件下，熱處理0.5-1.5h，冷卻，即得。
[0006]中國專利公開號CN103819091A公開一種半透明的熒光粉/玻璃復合發光陶瓷片及其制備方法，由熒光粉和低熔點玻璃粉經造粒-模壓成型-燒結制成，其中熒光粉含量為30?85wt.%，低熔點玻璃粉含量為70?15wt.%。制成方法為:(I)將一定比例的熒光粉與玻璃粉均勻混合，加入造粒及脫模所需的粘結劑，得到60?100目的造粒粉；(2)將得到的造粒粉通過模具壓制成型得到一定形狀的坯體；(3)熱處理，將坯體在300?395°C排膠2?4h，而后在395?410°C進行燒結I?2h，熱處理過程全程在空氣氣氛中進行。最終得到熒光粉/玻璃復合發光陶瓷片。
[0007]中國專利公開號CN103855260A公開一種高散熱高透光LED照明用光轉換器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟:I)將熒光粉、導熱材料、基材材料和粘結劑混合均勻，得到粉末A;2)將粉末A通過機械壓鑄，形成基材;3)將步驟2)中的基材進行燒結，使其具有較好的機械強度，不易破碎;4)將步驟3)燒結好的基材進行研磨、拋光，得到光轉換器件。專利文獻4中所述的基質材料為硅酸鹽玻璃粉或低熔點陶瓷粉或耐高溫高分子材料。
[0008]中國專利公開號CN104736664A公開一種波長轉換部件的制造方法，該波長轉換部件包含多晶陶瓷，其特征在于，包括如下工序:A)將成為硅源的物質、成為鋁源的物質、成為鈣源的物質以及成為銪源的物質混合;B)燒成得到的混合物，得到氧氮化物熒光體粉末;C)在惰性氣氛下燒結該氧氮化物熒光體粉末得到所述多晶陶瓷，燒結熒光體粉末組成式: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)表示的組成，與由所述組成式表示的氧氮化物熒光體的理論氧含量相比，所述氧氮化物熒光體粉末的氧含量過剩，將由該組成式表示的氧氮化物熒光體的理論質量設為100質量％，該氧的過剩量為1.1?11.5質量％。提供波長轉換部件，其通過被300?500nm的波長的光激發，在峰波長590?610nm的寬波長區域發出熒光，此時的轉換效率大。
[0009]綜合上述公開的專利，其技術原理多為使用多種物質(多為氧化物，如氧化鉍，氧化硅等)組成的低熔點陶瓷粉或者玻璃粉與熒光粉混合后，在一定溫度下燒結成發光陶瓷。
[0010]但上述公開的專利未考慮氮化物熒光粉在制造發光陶瓷時的穩定性問題。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)指出的那樣，氮化物熒光粉其實是可以被氧化的。這些含氧化物的低熔點陶瓷粉或者玻璃粉與氮化物熒光粉混合后，燒結過程中，氧化物可能會使氮化物熒光粉氧化，從而使氮化物熒光粉的發光強度降低。但本發明中，只使用一種物質而不是多種物質與氮化物熒光粉混合，這種物質是氟化鈣，顯然氟化鈣并不會氧化氮化物熒光粉。
[0011]總而言之，目前，使用氟化鈣與氮化物熒光粉混合制造氮化物發光陶瓷，系
【申請人】首次發現。
【發明內容】
[0012]本發明的目的之一是提供一種氮化物發光陶瓷。
[0013]本發明的另一目的是提供一種氮化物發光陶瓷的制備方法。
[0014]所述氮化物發光陶瓷的構成如式(I)所示:
[0015]mCaF2/nCaAl S1N3: Eu (I);
[0016]其中，!!1和11分別為CaF2和CaAlSiN3: Eu的相對質量分數，50 %彡m彡99 %，I %彡η彡50% ,m+n = 100%。
[0017]優選的，所述m為80%?98%，11為2%?20%,m+n = 100%。
[0018]所述氮化物發光陶瓷的制備方法如下:
[0019]將CaF2和CaAlSiN3: Eu混合，熱壓下燒結后，即得氮化物發光陶瓷。
[0020]所述CaF2和CaAlSiN3 = Eu的純度均優選不低于99.5%。
[0021]所述熱壓下燒結可采用壓片后，在保護性氣氛下進行熱壓燒結。
[0022]所述燒結的溫度可為800?1200°C，燒結的壓力可為10?30MPa，燒結的時間可為I?6h。
[0023]本發明的優點是:本發明氮化物發光陶瓷化學成分簡單，氮化物發光陶瓷的發光強度較高。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明實施例1中得到的氮化物發光陶瓷的照片；
[0025]圖2為本發明實施例1中得到的氮化物發光陶瓷的光譜圖；
[0026]圖3為本發明實施列I中得到的氮化物發光陶瓷的X射線衍射圖譜；
[0027]圖4為本發明實施例1中得到的氮化物發光陶瓷的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合實施例和附圖對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員還可做出其他實施例。
[0029]本發明提供了一種氮化物發光陶瓷，化學成分如式(I):
[0030]mCaF2/nCaAl S1N3: Eu (I);
[0031]其中，50%彡m彡99%，1% 彡η彡50% ,m+n= 100% ;m優選為80% ?98%，n優選為2%?20% ,m+n = 100% ;m最好為90%，n最好為 10% ；
[0032]本發明還提供了一種氮化物發光陶瓷的制備方法:將CaF2和CaAlSiN3= Eu混合，壓片后，在保護性氣氛下，在一定的燒結溫度和燒結壓力下，進行熱壓燒結，經過一定的燒結時間，得到氮化物發光陶瓷。
[0033]將CaF2和CaAlSiN3: Eu混合，優選采用研磨進行混合;混合后，優選進行壓片，更優選干燥后進行壓片;所述壓片的壓力優選為I?3MPa。
[0034]壓片后，在保護性氣氛中進行熱壓燒結;所述保護性氣氛為本領域技術人員熟知的干燥氣氛即可，并無特殊的限制，本發明中優選為氬氣;本發明中，所述燒結溫度優選為800?1200°C ;在本發明提供的一些實施例中，所述燒結溫度優選為1000°C ;所述燒結壓力優選為10?30MPa;在本發明提供的一些實施例中，所述燒結壓力優選為20MPa;所述燒結時間優選為I?6h，在本發明提供的一些實施例中，所述燒結時間優選為3h。
[0035]所述熱壓燒結優選在熱壓爐內進行;熱壓燒結后，隨爐冷卻至室溫，即可得到氮化物發光陶瓷。
[0036]本發明以CaF2/CaAlSiN3:Eu為原料，采用熱壓燒結工藝，成功制備一種氮化物氮化物發光陶瓷。
[0037]為了進一步說明本發明，以下結合實施例對本發明提供的一種氮化物發光陶瓷及其制備方法進行詳細描述。
[0038]實施例1
[0039]原料為0&?2(分析純)和0&413丨犯(市售)，質量比為90:10，將上述原料研磨混勻、在熱壓爐內，在氬氣氣氛下，熱壓燒結，燒結溫度為1000°C ;燒結壓力為20MPa;燒結時間為3h。燒結完畢后，隨爐冷卻到室溫，得到氮化物發光陶瓷。
[0040]氮化物發光陶瓷的實物照片如圖1所示。
[0041]利用熒光光譜儀對實施例1中得到氮化物發光陶瓷進行分析，得到其激發光譜和發射光譜圖，如圖2所示。可見該氮化物發光陶瓷可以在藍光激發下發射紅光。
[0042]利用X射線衍射儀對實施例1中得到氮化物發光陶瓷進行分析，得到其X射線衍射譜圖，如圖3所示。
[0043]利用電子掃描顯微鏡對實施例1中得到氮化物發光陶瓷進行分析，得到其掃描電鏡照片，如圖4所示。
[0044]本發明提供了一種氮化物發光陶瓷及其制備方法。本發明的優點是，本發明氮化物發光陶瓷化學成分簡單，氮化物發光陶瓷的發光強度較高。
【主權項】
1.一種氮化物發光陶瓷，其特征在于其構成如式(I)所示: mCaF2/nCaAlSiN3: Eu (I); 其中，111和11分別為CaF2和CaAlSiN3: Eu的相對質量分數，50 %彡m彡99 %,1%彡η彡50 %，m+n = 100% ο2.如權利要求1所述一種氮化物發光陶瓷，其特征在于所述m為80%?98%，η為2 %?.20% ,m+n = 100%。3.如權利要求1所述氮化物發光陶瓷的制備方法，其特征在于其具體步驟如下: 將CaF2和CaAlSiN3: Eu混合，熱壓下燒結后，即得氮化物發光陶瓷。4.如權利要求3所述氮化物發光陶瓷的制備方法，其特征在于所述CaF2和CaAlSiN3: Eu的純度不低于99.5%。5.如權利要求3所述氮化物發光陶瓷的制備方法，其特征在于所述熱壓下燒結采用壓片后，在保護性氣氛下進行熱壓燒結。6.如權利要求3所述氮化物發光陶瓷的制備方法，其特征在于所述燒結的溫度為800?.1200 °C，燒結的壓力為1?30MPa，燒結的時間為I?6h。
【文檔編號】C04B35/58GK105884368SQ201610227203
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】解榮軍, 周天亮, 莊逸熙
【申請人】廈門大學