釔鋁石榴石，簡稱YAG，化學式為Y3Al5O12，屬于立方晶系，具有石榴石結(jié)構(gòu)。YAG晶體在自然界中不存在，是一種人造的化合物，純凈產(chǎn)品外觀為無色透明晶體狀，摻雜其他元素后顏色會發(fā)生改變。YAG具有質(zhì)地均勻、硬度高、熔點高、抗熱蠕變性好、物理化學性質(zhì)穩(wěn)定、不溶于水、不易被硫酸/鹽酸/硝酸等強酸腐蝕等特點，是性能優(yōu)良的激光晶體材料。

AG是以三氧化二釔（Y2O3）、氧化鋁（Al2O3）為原料反應制得，采用提拉法可生長YAG晶體，采用高溫固相法、機械化學法、共沉淀法、水熱法、溶膠凝膠法等工藝可制備YAG粉體。YAG主要包括未摻雜YAG、摻雜YAG兩大類產(chǎn)品，摻雜YAG可以摻雜釹（Nd）、鐿（Yb）、鈰（Ce）等稀土元素，制得摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）、摻鐿釔鋁石榴石（Yb:YAG）、摻鈰釔鋁石榴石（Ce:YAG）等產(chǎn)品，以提高YAG產(chǎn)品性能，擴大其應用范圍。

背景技術：

照明技術歷經(jīng)白熾燈、熒光燈和led時代后，隨著激光技術的發(fā)展和激光二極管（laserdiode，簡稱ld）的應用擴展，正迎來以激光光源為代表的第四代光源技術。

激光照明中的重要發(fā)展指標包含降低熒光材料熱效應、提高輸出功率和輸出白光質(zhì)量。這需要熒光材料具有高的熱導率、優(yōu)秀的機械性能、寬帶發(fā)射以及熒光材料吸收光譜與激光二極管發(fā)射光譜相匹配，目前市場上所應用的熒光粉、熒光玻璃均為熒光燈或者led照明中的熒光材料，面向激光照明，熒光粉由于封裝使用有機膠體，熱導率低、容易老化、機械性能差等缺點無法滿足激光照明對熒光材料的需求；熒光玻璃也面臨著同樣的問題，由于熱導率低、機械性能差，在高能激光照明系統(tǒng)中，材料極易炸裂。而熒光陶瓷，尤其是目前在研的ce:yag熒光陶瓷，其熱導率高、機械性能好、不易老化、ce3+離子吸收光譜與445nm或者455nm藍色激光二極管相匹配，被認為是非常適用于激光照明的熒光材料。

目前利用藍色激光二極管激發(fā)ce:yag熒光陶瓷材料所得白光缺失紅光成分，發(fā)光顯色指數(shù)低，無法滿足人類對照明光源的要求，因此迫切需要對熒光陶瓷發(fā)光光譜進行調(diào)控，尋找滿足需求的熒光陶瓷材料具有重要意義。而cr:luag陶瓷材料熱導率高、機械性能優(yōu)異、且吸收光譜與藍色激光二極管發(fā)射光譜相匹配，在640nm-740nm有非常強的寬帶發(fā)射。即利用藍色激光二極管可以同時激發(fā)ce:yag與cr:luag材料實現(xiàn)在480nm-740nm全波段發(fā)射。由于yag與luag晶格結(jié)構(gòu)相近，折射率差異較小，通過鈰離子摻雜yag與鉻離子摻雜luag混晶材料制備，可以將ce:yag發(fā)射的480nm-640nm與cr:luag發(fā)射的640nm-740nm寬帶光均勻混合，實現(xiàn)高質(zhì)量、高顯色指數(shù)白光輸出。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：鈰離子摻雜yag與鉻離子摻雜luag混晶材料，由化學式為cex:y3-xal5o12的微晶粒及化學式為cry:lu3al5-yo12的微晶粒均勻復合的混晶材料，其中，x的取值范圍為：0≤x≤0.06，y的取值范圍為：0≤y≤0.1。

本發(fā)明還提供鈰離子摻雜yag與鉻離子摻雜luag混晶材料的制備方法，用于制備上述混晶材料，包含有以下步驟，

步驟s1，制備化學式為cex:y3-xal5o12的微晶粒粉體及化學式為cry:lu3al5-yo12的微晶粒粉體，其中，x的取值范圍為：0≤x≤0.06，y的取值范圍為：0≤y≤0.1；

步驟s2，混合上述兩種微晶粒粉體，并且將其壓成坯體；以及，

步驟s3，燒結(jié)坯體，得到混晶材料。

作為鈰離子摻雜yag與鉻離子摻雜luag混晶材料的制備方法的優(yōu)選方案，步驟s1中，制備化學式為cex:y3-xal5o12的微晶粒粉體：根據(jù)x的取值范圍選定x的值，按照化學式為cex:y3-xal5o12的化學計量比將原料y2o3、al2o3及ceo2經(jīng)過球磨混合均勻后放入馬弗爐1400℃燒結(jié)10h，得到微晶粒粉體；制備化學式為cry:lu3al5-yo12的微晶粒粉體：根據(jù)y的取值范圍選定y的值，按照化學式為cry:lu3al5-yo12的化學計量比將原料lu2o3、al2o3及cr2o3經(jīng)過球磨混合均勻后放入馬弗爐1450℃燒結(jié)10h，得到微晶粒粉體。

作為鈰離子摻雜yag與鉻離子摻雜luag混晶材料的制備方法的優(yōu)選方案，步驟s2中，通過球磨，將二者混合均勻后通過干壓加冷等靜壓的方法壓制成型，制備坯體。

作為鈰離子摻雜yag與鉻離子摻雜luag混晶材料的制備方法的優(yōu)選方案，步驟s3中，燒結(jié)坯體：將坯體放入真空燒結(jié)爐，抽真空至10-3pa以下，加熱至1600-1800℃，保溫3-10h。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果至少在于：（1）yag和luag基質(zhì)材料晶格結(jié)構(gòu)、折射率等物理性能相似，因此混晶結(jié)構(gòu)不存在兩者界面問題，可直接制備高質(zhì)量、機械性能優(yōu)異的cex:y3-xal5o12/cry:lu3al5-yo12混晶熒光陶瓷。同時該混晶熒光陶瓷熱導率高，可有效解決激光照明中的熱問題。（2）cex:y3-xal5o12和cry:lu3al5-yo12在445-455nm有非常強的寬帶吸收，與藍光激光二極管發(fā)射光譜匹配，可實現(xiàn)同一激發(fā)光源同時激發(fā)。（3）cex:y3-xal5o12/cry:lu3al5-yo12混晶熒光陶瓷材料在同一藍色激光二極管的激發(fā)下，同時發(fā)射ce:yag成分的480-640nm與cr:luag成分的640-740nm寬帶光譜，并在材料內(nèi)部進行混合，實現(xiàn)均勻的高顯示指數(shù)白光輸出。（4）本方案可確保ce3+離子在yag晶格位置及cr3+離子在luag晶格位置，確保ce3+離子和cr3+離子的吸收及發(fā)射光譜穩(wěn)定，并且材料制備工藝簡單，適宜批量生產(chǎn)，能夠滿足激光照明技術迅猛發(fā)展的市場需求，具有良好的經(jīng)濟效益和價值。

具體實施方式

下面通過具體的實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1：

首先選定x=0.03，按ce0.03:y2.97al5o12化學計量比將y2o3、al2o3、ceo2經(jīng)過球磨均勻后，于馬弗爐1400℃燒結(jié)10h，制備ce0.03:y2.97al5o12微晶粉體；選定y=0.05，按cr0.05:lu3al4.95o12化學計量比將lu2o3、al2o3、cr2o3經(jīng)過球磨均勻后，于馬弗爐1450℃燒結(jié)10h，制備cr0.05:lu3al4.95o12微晶粉體；將制備的ce0.03:y2.97al5o12微晶粉體與cr0.05:lu3al4.95o12微晶粉體按摩爾比1:1稱取，通過球磨，將二者混合均勻后通過干壓加冷等靜壓的方法壓制成型，制備坯體；將制備好的坯體放入真空燒結(jié)爐中，抽真空至10-3pa以下，加熱至1600℃，保溫10h，得到高質(zhì)量的ce0.03:y2.97al5o12/cr0.05:lu3al4.95o12混晶熒光材料，進行加工處理供激光照明使用，利用445nm或455nm藍色激光二極管激發(fā)上述所制備混晶熒光陶瓷，可實現(xiàn)高功率、混合均勻、高顯示指數(shù)白光輸出。

實施例2：

首先選定x=0.06，按ce0.06:y2.94al5o12化學計量比將y2o3、al2o3、ceo2經(jīng)過球磨均勻后，于馬弗爐1400℃燒結(jié)10h，制備ce0.06:y2.94al5o12微晶粉體；選定y=0.1，按cr0.1:lu3al4.9o12化學計量比將lu2o3、al2o3、cr2o3經(jīng)過球磨均勻后，于馬弗爐1450℃燒結(jié)10h，制備cr0.1:lu3al4.9o12微晶粉體；將制備的ce0.06:y2.94al5o12微晶粉體與cr0.1:lu3al4.9o12微晶粉體按摩爾比1:1稱取，通過球磨，將二者混合均勻后通過干壓加冷等靜壓的方法壓制成型，制備坯體；將制備好的坯體放入真空燒結(jié)爐中，抽真空至10-3pa以下，加熱至1800℃，保溫3h，得到高質(zhì)量的ce0.06:y2.94al5o12/cr0.1:lu3al4.9o12混晶熒光材料，進行加工處理供激光照明使用，利用445nm或455nm藍色激光二極管激發(fā)上述所制備混晶熒光陶瓷，可實現(xiàn)高功率、混合均勻、高顯示指數(shù)白光輸出。

實施例3：

首先選定x=0.05，按ce0.05:y2.95al5o12化學計量比將y2o3、al2o3、ceo2經(jīng)過球磨均勻后，于馬弗爐1400℃燒結(jié)10h，制備ce0.05:y2.95al5o12微晶粉體；選定y=0.08，按cr0.08:lu3al4.92o12化學計量比將lu2o3、al2o3、cr2o3經(jīng)過球磨均勻后，于馬弗爐1450℃燒結(jié)10h，制備cr0.08:lu3al4.92o12微晶粉體；將制備的ce0.05:y2.95al5o12微晶粉體與cr0.08:lu3al4.92o12微晶粉體按摩爾比1:1稱取，通過球磨，將二者混合均勻后通過干壓加冷等靜壓的方法壓制成型，制備坯體；將制備好的坯體放入真空燒結(jié)爐中，抽真空至10-3pa以下，加熱至1700℃，保溫6h，得到高質(zhì)量的ce0.05:y2.95al5o12/cr0.08:lu3al4.92o12混晶熒光材料，進行加工處理供激光照明使用，利用445nm或455nm藍色激光二極管激發(fā)上述所制備混晶熒光陶瓷，可實現(xiàn)高功率、混合均勻、高顯示指數(shù)白光輸出。

以上僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但且不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。