熒光陶瓷的制備工藝直接決定其發(fā)光性能、結構穩(wěn)定性與應用適配性,當前主流技術以固相燒結法、溶膠 - 凝膠法、熱壓燒結法為主,各有適配場景與優(yōu)化方向。
固相燒結法是工業(yè)量產的核心工藝,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,經壓制成型后,在 1200-1600℃高溫下燒結致密。其優(yōu)勢是成本低、規(guī)?;a成熟,適配中低端熒光陶瓷制品,但存在粉體混合不均、燒結后晶粒粗大等問題,可能影響發(fā)光效率與透光性,需通過優(yōu)化燒結溫度曲線、添加燒結助劑改善。
溶膠 - 凝膠法主打高精度制備,適合功能陶瓷:以金屬醇鹽為前驅體,通過溶膠 - 凝膠轉化形成均勻前驅體,經干燥、燒結獲得納米級晶粒的熒光陶瓷。該工藝能實現(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)?;y度大等瓶頸,多用于實驗室研發(fā)或特種定制產品。
熱壓燒結法聚焦高性能需求,通過施加壓力(10-50MPa)與高溫(1000-1400℃)協(xié)同作用,加速陶瓷致密化進程。其制備的熒光陶瓷致密度高、晶粒細小,導熱性與機械強度顯著提升,適配大功率照明、惡劣環(huán)境應用場景,但設備投資大、生產效率較低,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:通過調整燒結溫度、保溫時間、粉體粒徑等參數(shù),或復合多種工藝優(yōu)勢,實現(xiàn)熒光陶瓷發(fā)光效率、穩(wěn)定性與量產性的協(xié)同提升。