【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熒光陶瓷，具體涉及一種固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷及其制備方法，屬于發光材料。
技術介紹
1、固態照明是一種現代照明技術，以led為代表，具有節能、環保、壽命長等優點。目前的pcwled常采用黃色發光的ce:yag熒光陶瓷與藍光led相結合，其中石榴石基陶瓷熒光體具有熱穩定性好、熱承載能力強、化學組分可設計性高以及熒光性能穩定的優勢。常見的以ce3+摻雜的石榴石基熒光陶瓷存在兩個顯著問題，即缺乏足夠的紅光成分以及青光部分的缺失，導致其顯色指數相對較低(cri約為60)。故而存在發射顏色偏移、人眼感官舒適度降低等多種缺點。例如文獻(x.liu,h.zhou,z.hu,et?al.transparent?ce:gdyag?ceramiccolor?converters?for?high-brightness?white?leds?and?lds,opt.mater.2019,88:97-102.)報道了通過gd3+離子摻雜yag:ce熒光陶瓷有限提升了陶瓷的顯色指數，最高67.2。因此，探索一種高顯指熒光陶瓷材料對于實現更高品質和實用性的光源至關重要。
技術實現思路
1、本專利技術的目的之一是提供一種固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷，該陶瓷作為發光材料具有顯色指數高的優點。
2、本專利技術的目的之二是提供一種固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷制備方法，易于實現工業化生產。
3、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種固態照明用全光譜高顯指熒
4、(ca1-x-zcexprz)3(sc1-ymny)2si3o12
5、其中x為ce3+取代ca2+位的摩爾百分比，0.001≤x≤0.005；y為mn2+取代sc3+位的摩爾百分比，0.001≤y≤0.01；z為pr3+取代ca2+位的摩爾百分比，0.0001≤z≤0.005。
6、本專利技術提供的全光譜高顯指熒光陶瓷在450nm藍光激發下，能夠發射波長覆蓋525～750nm范圍的熒光。
7、另一方面，本專利技術提供上述固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，具體包括以下步驟：
8、(1)按照化學式(ca1-x-zcexprz)3(sc1-ymny)2si3o12中各元素的化學計量比分別稱取純度大于99.99％的氧化鈣、氧化鈧、氧化鐠、碳酸錳、二氧化硅、氧化鈰作為原料粉體，其中x為ce3+取代ca2+位的摩爾百分比，0.0001≤x≤0.005；y為mn2+取代sc3+位的摩爾百分比，0.001≤y≤0.01；z為pr3+取代ca2+位的摩爾百分比，0.0001≤z≤0.005；將原料粉體和球磨介質按比例混合球磨，獲得混合料漿；
9、(2)將步驟(1)得到的混合料漿置于干燥箱中干燥，再將干燥后的混合粉體過篩；
10、(3)將步驟(2)過篩后的粉體放入模具中干壓成型，再進行冷等靜壓成型，得到相對密度為50％～55％的素坯；
11、(4)將步驟(3)所得素坯置于真空爐中燒結，先升溫至1450℃～1550℃燒結，再以5℃/min速度降溫至1400℃～1500℃，保溫8h～24h，燒結真空度不低于10-3pa，得到熒光陶瓷；
12、(5)將步驟(4)所得熒光陶瓷在空氣中退火處理，退火溫度1300～1450℃，保溫時間8h～24h，得到相對密度為99.5％～99.9％的熒光陶瓷。
13、優選的，步驟(1)中，所述球磨介質是無水乙醇，原料粉體與球磨介質的質量體積比為1g：(2～4)ml。
14、優選的，步驟(1)中，所述球磨轉速為180r/min～220r/min，球磨時間為12h～18h。
15、優選的，步驟(2)中，所述干燥時間為20h～25h，干燥溫度為75℃～85℃。
16、優選的，步驟(2)中，所述過篩的篩網目數為50目～200目，過篩次數為1～3次。
17、優選的，步驟(3)中，所述冷等靜壓保壓壓力150～200mpa，保壓時間200～400s。
18、優選的，步驟(4)中，真空燒結階段的升溫速率為1～10℃/min，燒結完畢后降溫速率為1～10℃/min。
19、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
20、1.本專利技術制備的熒光陶瓷在波長為450nm藍光led芯片激發下，能夠發射波長覆蓋525～750nm范圍的熒光，其顯色指數為85～92。
21、2.本專利技術中熒光陶瓷加入pr3+和mn2+可以改善材料的發光性能。通過適當的摻雜，可以調節材料的發光波長，使得材料具有更廣泛的應用范圍。可以有效調節熒光材料的相關色溫，獲得高的顯色指數，進一步提升照明品質。
22、3.本專利技術中熒光陶瓷加入pr3+和mn2+摻雜熒光陶瓷可以調節材料的發光顏色，通過改變pr3+和mn2+的摻雜濃度使得材料能夠發出不同顏色的光，例如紅色、橙色等，滿足不同場合和需求的照明要求。
23、4.本專利技術以ca3sc2si3o12為基質結構，通過引入過渡金屬mn2+、pr3+離子，成功增加了在580～700nm處的紅光發射，并使發射峰值得到有效展寬，有效彌補紅光成分，顯著提高了熒光陶瓷的顯色指數。當環境溫度為150℃時，所述熒光陶瓷的發光強度保持在75％～90％。
24、5.本專利技術的工藝步驟少，工藝條件不苛刻，容易達到；得到的發光材料質量高，可廣泛用于發光材料的制備。
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1.一種固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷，其特征在于，該熒光陶瓷的化學通式為：
2.一種權利要求1所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述球磨介質是無水乙醇，原料粉體與球磨介質的質量體積比為1g：(2～4)mL。
4.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述球磨轉速為180r/min～220r/min，球磨時間為12h～18h。
5.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述干燥時間為20h～25h，干燥溫度為75℃～85℃。
6.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述過篩的篩網目數為50目～200目，過篩次數為1～3次。
7.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述冷等靜壓保
8.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，真空燒結階段的升溫速率為1～10℃/min，燒結完畢后降溫速率為1～10℃/min。
...【技術特征摘要】
1.一種固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷，其特征在于，該熒光陶瓷的化學通式為：
2.一種權利要求1所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述球磨介質是無水乙醇，原料粉體與球磨介質的質量體積比為1g：(2～4)ml。
4.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述球磨轉速為180r/min～220r/min，球磨時間為12h～18h。
5.根據權利要求2所述的固態照明用全光譜高顯指熒光陶瓷的制...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張樂，閔暢，王金華，王鵬，姚思彤，劉子童，康健，邵岑，陳浩，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：
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