Изготовление, микроструктура и светоизлучательные свойства многокомпонентной люминесцентной керамики Al2O3-YAG:Ce,Mn для твердотельного освещения

ZHOU Zhenzhen ,  

LIU Xinyu ,  

CHENG Ziqiu ,  

WANG Yanbin ,  

HOU Jingshan ,  

FANG Yongzheng ,  

KOSYANOV Denis Yu. ,  

LI Jiang ,  

摘要

YAG:Ce (Y3Al5O12:Ce) люминесцентная керамика является важным материалом для преобразования синего света в твердых осветительных приборах. Совместное допирование ионами Mn2+ эффективно дополняет красно-оранжевый свет и улучшает цветопередачу, однако люминесцентная керамика YAG:Ce, Mn по-прежнему сталкивается с проблемами снижения интенсивности свечения и тепловой стабильности. В данной работе порошок YAG:Ce, Mn, приготовленный методом твердотельной реакции, и коммерческий порошок α-Al2O3 использованы в качестве исходных материалов; были приготовлены многокомпонентные люминесцентные керамики x мас.% Al2O3-YAG:Ce, Mn (x=0, 30, 50, 70) методом вакуумного спекания, причем распределение фаз было равномерным, с присутствием мелкозернистой (~3μm) и крупнозернистой (~10μm) фаз Al2O3, а средний размер зерен фазы YAG составлял ~7μm. Введение высокотеплопроводного второго фазового центра рассеяния Al2O3 эффективно повышает интенсивность свечения и тепловую стабильность многокомпонентной люминесцентной керамики Al2O3-YAG:Ce, Mn; мелкозернистая фаза Al2O3 хорошо согласуется с длиной волны видимого света, обеспечивая высокую эффективность рассеяния, размеры зерен Al2O3 значительно превышают среднюю длину свободного пробега тепловых фононов, что позволяет полностью использовать высокую теплопроводность Al2O3. По сравнению с люминесцентной керамикой YAG:Ce, Mn, интегральная интенсивность фотолюминесценции многокомпонентной керамики с 50 мас.% Al2O3-YAG:Ce, Mn увеличилась в 5.0 раз, теплопроводность возросла в 2.1 раза, а интенсивность свечения при 225℃ повысилась с 70% до 78%. Индекс цветопередачи белого прототипного устройства, собранного из многокомпонентной керамики 50 мас.% Al2O3-YAG:Ce, Mn и синего светодиода, составил 84.7, цветовая температура — 6312K, световая эффективность — 113.4лм/Вт, значительно превышая 27.4лм/Вт для люминесцентной керамики YAG:Ce, Mn. Под воздействием лазерного синего света улучшились эффективность поглощения синего света и эффективность преобразования синего в желто-оранжевый свет для многокомпонентной керамики 50 мас.% Al2O3-YAG:Ce, Mn, где насыщенная плотность мощности, насыщенный световой поток и световая эффективность увеличились с 9.59Вт/мм2, 233.9лм, 44.4лм/Вт@1.17Вт/мм2 до 17.64Вт/мм2, 1279.8лм, 132.5лм/Вт@1.17Вт/мм2 соответственно. Многокомпонентная люминесцентная керамика Al2O3-YAG:Ce, Mn обладает перспективными приложениями в области высококачественного твердотельного освещения.

关键词

многокомпонентная люминесцентная керамика; YAG:Ce, Mn; вторая фаза Al2O3; твердотельное освещение

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website