熒光陶瓷的制備工藝直接決定其發(fā)光性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與應(yīng)用適配性,當(dāng)前主流技術(shù)以固相燒結(jié)法、溶膠 - 凝膠法、熱壓燒結(jié)法為主,各有適配場景與優(yōu)化方向。
固相燒結(jié)法是工業(yè)量產(chǎn)的核心工藝,流程簡潔有效:將稀土熒光粉與陶瓷基體(如氧化鋁、氧化釔)按比例混合研磨,經(jīng)壓制成型后,在 1200-1600℃高溫下燒結(jié)致密。其優(yōu)勢是成本低、規(guī)模化生產(chǎn)成熟,適配中低端熒光陶瓷制品,但存在粉體混合不均、燒結(jié)后晶粒粗大等問題,可能影響發(fā)光效率與透光性,需通過優(yōu)化燒結(jié)溫度曲線、添加燒結(jié)助劑改善。
溶膠 - 凝膠法主打高精度制備,適合功能陶瓷:以金屬醇鹽為前驅(qū)體,通過溶膠 - 凝膠轉(zhuǎn)化形成均勻前驅(qū)體,經(jīng)干燥、燒結(jié)獲得納米級晶粒的熒光陶瓷。該工藝能實(shí)現(xiàn)熒光粉與基體的分子級混合,發(fā)光均勻性與透光性優(yōu)異,但存在制備周期長、成本高、規(guī)模化難度大等瓶頸,多用于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或特種定制產(chǎn)品。
熱壓燒結(jié)法聚焦高性能需求,通過施加壓力(10-50MPa)與高溫(1000-1400℃)協(xié)同作用,加速陶瓷致密化進(jìn)程。其制備的熒光陶瓷致密度高、晶粒細(xì)小,導(dǎo)熱性與機(jī)械強(qiáng)度顯著提升,適配大功率照明、惡劣環(huán)境應(yīng)用場景,但設(shè)備投資大、生產(chǎn)效率較低,限制了其大規(guī)模推廣。
工藝優(yōu)化的核心方向的是平衡性能與成本:通過調(diào)整燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、粉體粒徑等參數(shù),或復(fù)合多種工藝優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)熒光陶瓷發(fā)光效率、穩(wěn)定性與量產(chǎn)性的協(xié)同提升。