Preparação por sinterização seletiva a laser de cerâmicas vítreas YAG∶Ce e suas propriedades de emissão luminescente

ZHANG Qi ,  

CHI Hongyi ,  

WU Haiyang ,  

ZHAO Guoyu ,  

WEI Wei ,  

摘要

A cerâmica vítrea fluorescente combina o excelente desempenho luminescente do fósforo fluorescente com a boa condutividade térmica e estabilidade térmica da matriz vítrea, tendo despertado grande interesse nos campos de LEDs brancos de alta potência e iluminação a laser. Este artigo utiliza uma técnica de sinterização seletiva a laser (laser CO2) para preparar cerâmicas vítreas fluorescentes YAG∶Ce, investigando suas propriedades de emissão luminescente e o desempenho do dispositivo LED branco construído. Diferente dos métodos tradicionais de refusão ou sinterização em fase sólida, a sinterização seletiva a laser aquece localmente com altas taxas de aquecimento/resfriamento, tornando o método econômico em energia e rápido. O estudo mostra que, selecionando parâmetros adequados, como potência do laser (24 W), velocidade de varredura (135 mm/s) e intervalo de varredura (9 μm), é possível preparar cerâmicas vítreas fluorescentes YAG∶Ce com boa morfologia; após tratamento térmico a 630 ℃ por 1 h para eliminar tensões, apresentam espectros de excitação de banda larga típicos das transições 4f→5d do íon Ce3+ (picos em 340 nm e 455 nm) e espectros de emissão de banda larga das transições 5d→4f (pico em 570 nm), com eficiência quântica de 82%; combinadas com um chip LED azul de 450 nm (3,11 V, 0,30 A), podem alcançar uma saída de luz branca de 92 lm, eficiência luminosa de 98 lm/W, índice de reprodução cromática de 69, temperatura de cor de 5001 K e coordenadas cromáticas de (0,34, 0,35). Estes resultados demonstram o importante potencial de aplicação deste método na preparação de cerâmicas vítreas fluorescentes.

关键词

cerâmica vítrea fluorescente;dopagem Ce3+;sinterização seletiva a laser;diodo emissor de luz branca

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