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激光半导体陶瓷
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【科研发展】大功率固态照明用高效通明羟基磷灰石基复合荧光陶瓷
发布时间:2022-05-25 15:56:29 来源:足球淘金网入口
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  荧光资料是固态照明技能中将芯片激发光转化为其他可见光的要害资料,其功能直接决议了固态照明器材的显色指数、流明功率和可靠性等三大技能参数。陶瓷基荧光转化资料(如YAG:Ce、Lu3Al5O12:Ce、CaAlSiN3:Eu等)因其优异的发光功能及稳定性,能有用处理现有硅胶封装LED的老化、色漂移、蓝光溢出等问题,成为现在大功率LED及激光照明用光转化资料的一个重要研讨方向。其间,稀土离子掺杂陶瓷基荧光转化资料仍存在易浓度猝灭及浓度难以调控等问题,由其拼装得到的WLEDs表现出发光功率低、相关色温高级缺乏。选用通明陶瓷封装荧光粉能够处理上述问题,可是因为存在第二相(荧光粉)和晶界散射,导致复合荧光陶瓷只能用于以反射形式作业的照明器材。

  近来,东华大学的江莞教授、王连军教授和海南大学的李建林教授联合报导了根据纳米波片机制及折射率匹配准则制备的白光LED用高效通明羟基磷灰石(HA)基复合荧光陶瓷,获得了高功能的通明陶瓷封装荧光粉透过式LED器材。研讨团队以介孔HA纳米棒和YAG: Ce荧光粉为质料,使用放电等离子体烧结技能,在850℃下制备得到HA基复合荧光陶瓷(HA-YAG:Ce PiC)。经过引进纳米波片机制,使陶瓷基体在可见光区域的透过率达80%以上,且复合陶瓷的量子产率保留了原始荧光粉的90%以上。

  本研讨作业经过组成具有沿轴向成长的棒状介孔羟基磷灰石(HA),结合放电等离子体烧结技能,在850℃下快速烧结制备得到通明HA陶瓷。得益于HA纳米棒的高长径比和HA晶粒各晶面间的成长推动力差,在轴向压力的效果下,陶瓷晶粒在垂直于压力方向发生显着的取向成长:晶粒主光轴(C轴)在垂直于入射光方向平面内排布,入射光垂直于光轴穿过晶粒,传达方向不发生改动,然后构成一种纳米波片机制。该办法有用消除了陶瓷内的双折射,使HA陶瓷基体的透过率在可见光区域挨近理论值(达80%以上)。

  得益于介孔HA粉体的高烧结活性以及快速低温烧结准则(850℃,

  <10min),荧光粉均匀涣散于陶瓷基体内,且无界面反响。较好地保留了荧光粉原有的发光功能,其外量子产率达原始荧光粉的90%以上。使用ha基复合荧光陶瓷作为光转化资料,以贴片式封装技能,进一步拼装得到高功能白光leds。与硅胶封装的led比较,该led外量子功率更高,热稳定性、发光稳定性更为优异。此外,因为引进了瑞利散射,入射蓝光使用率得到进一步进步,使拼装得到的wleds发光功率极高,其流明功率可达170 lm w-1,相关色温低于4500 k。使用微观结构调控消除光散射并进步入射光使用率的策略为制作多种形式照明器用高功能陶瓷光转化资料拓荒了新途径。

  综上所述,作者初次在固态照明范畴引进HA陶瓷作为光转化资料的基体,经过晶粒尺度调控和纳米波片结构设计,奇妙地使用瑞利散射进一步进步蓝光转化功率,制备了发光功率高达170lm/w的大功率LED用荧光陶瓷,且色温低于4500K。