YAG:Ce (Y₃Al₅O₁₂：Ce) fluoreszierende Keramik ist ein wichtiger Blaulicht-Konversions-Fluoreszenzmaterial in Festkörperbeleuchtungsgeräten. Durch Kopdotierung mit Mn²⁺-Ionen kann rotes und orangenes Licht effektiv ergänzt und die Farbwiedergabe verbessert werden, jedoch steht die YAG:Ce, Mn fluoreszierende Keramik weiterhin vor Problemen mit der Abnahme der Leuchtstärke und der thermischen Stabilität. In dieser Arbeit wurden durch Festphasenreaktion hergestellte YAG:Ce, Mn Pulver und kommerzielle α-Al₂O₃ Pulver als Rohstoffe verwendet; es wurden vakuumgesinterte x Gew.-% Al₂O₃-YAG:Ce, Mn (x=0, 30, 50, 70) multikomponentige fluoreszierende Keramiken hergestellt, bei denen beide Phasen gleichmäßig verteilt sind, mit kleinen Korngrößen (~3μm) und großen Korngrößen (~10μm) der Al₂O₃-Phase, während die mittlere Korngröße der YAG-Phase etwa ~7μm beträgt. Die Einführung eines hoch wärmeleitfähigen Streuzentrums der zweiten Phase Al₂O₃ verbessert effektiv die Leuchtintensität und thermische Stabilität der multikomponentigen fluoreszierenden Keramik Al₂O₃-YAG:Ce, Mn; die kleine Korngröße von Al₂O₃ stimmt gut mit der Wellenlänge des sichtbaren Lichts überein, was zu hoher Streueffizienz führt, und die großen und kleinen Korngrößen von Al₂O₃ sind weit größer als die mittlere freie Weglänge thermischer Phononen, was die volle Ausnutzung der hohen Wärmeleitfähigkeit von Al₂O₃ ermöglicht. Im Vergleich zur YAG:Ce, Mn fluoreszierenden Keramik wurde die integrierte Photolumineszenzintensität der multikomponentigen Keramik mit 50 Gew.-% Al₂O₃-YAG:Ce, Mn um das 5,0-fache erhöht, die Wärmeleitfähigkeit um das 2,1-fache gesteigert, und die Leuchtintensität bei 225℃ stieg von 70% auf 78%. Das mit der multikomponentigen Keramik 50 Gew.-% Al₂O₃-YAG:Ce, Mn und einem blauen LED-Chip montierte weiße Prototypgerät weist einen Farbwiedergabeindex von 84,7, eine Farbtemperatur von 6312K und eine Lichtausbeute von 113,4 lm/W auf, was weit über den 27,4 lm/W der YAG:Ce, Mn fluoreszierenden Keramik liegt. Unter blauem Lasereinstrahlung verbesserten sich sowohl die blaue Lichtsorptions-Effizienz als auch die Effizienz der Umwandlung von blauem Licht in gelb-orange Licht der multikomponentigen Keramik 50 Gew.-% Al₂O₃-YAG:Ce, Mn, wobei die Sättigungsleistungsdichte, der Sättigungslichtstrom und die Lichtausbeute von 9,59 W/mm², 233,9 lm, 44,4 lm/W bei 1,17 W/mm² auf 17,64 W/mm², 1279,8 lm, 132,5 lm/W bei 1,17 W/mm² anstiegen. Die multikomponentige fluoreszierende Keramik Al₂O₃-YAG:Ce, Mn besitzt potenzielle Anwendungsbereiche im hochwertigen Festkörperbeleuchtungsfeld.

multikomponentige fluoreszierende Keramik; YAG:Ce, Mn; zweite Phase Al₂O₃; Festkörperbeleuchtung