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先进资料报导东华大学在复合荧光陶瓷范畴获得发展

2019-12-02 14:23:33 编辑:责任编辑NO。邓安翔0215

陶瓷基荧光转化资料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,选用通明陶瓷封装商用荧光粉可有用躲避传统稀土离子掺杂型荧光陶瓷存在的易浓度淬灭及浓度难以调控等问题,因而遭到广泛重视。但由于存在第二相(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。

根据此,东华大学资料学院江莞教授团队报导了一种羟基磷灰石基复合荧光陶瓷资料,经过晶粒尺度调控和纳米波片结构设计,奇妙使用瑞利散射进一步进步蓝光转化功率,获得了发光功率高达170 lm/W且色温低于4500 K的透射式WLED器材。相关论文以“根据纳米波片结构和折射率匹配准则制备白光LED用高效通明羟基磷灰石复合荧光陶瓷”为题,宣布在本范畴高水平期刊《先进资料》上,(影响因子:25.809)。资料学院博士生黄平为榜首作者,江莞、王连军及李建林教授(现就职于海南大学)为一起通讯作者。该研讨成果得到了国家自然科学基金要点及面上项目、上海市教委重大项目等的赞助。

图1.通明陶瓷的制备流程及纳米波片结构示意图

研讨作业选用水热组成的棒状介孔羟基磷灰石(HA)为质料,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。在轴向压力的效果下,陶瓷晶粒笔直于压力方向发作显着的取向成长,即晶粒光轴笔直于入射光方向排布,构成纳米波片机制,有用消除了陶瓷内的双折射,使陶瓷基体的透过率在可见光区域挨近理论值(达80%以上)

进一步制备HA基复合荧光陶瓷,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℃,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。

图2.复合荧光陶瓷的实物图、激光共聚集电镜图、SEM图及TEM图

图3.大功率LED的拼装机理及相关的发光功能

研讨作业引进纳米波片机制,使陶瓷晶粒光轴有序排列于笔直入射光平面内,明显消除双折射现象,进步陶瓷基体透过率。

图4.纳米波片机制示意图

图5.流明光效增强示意图

此外,传统LED对入射蓝光的使用途径最重要的包括:直接入射蓝光激起荧光粉(I0)、经基质界面全反射蓝光激起荧光粉(Ir)以及经荧光粉反射蓝光激起荧光粉(Is)。而本作业制备得到的陶瓷晶粒大小约为入射光波长的1/3,能有用增强瑞利散射(IR),使入射蓝光发作偏转,进一步激起荧光粉背部,进步入射蓝光的使用率。

使用微观结构调控消除双折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。

来历 东华大学

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905951

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