近期,中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室與上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院合作,在新型三元ZrO2-Al2O3-YAG:Ce復(fù)合熒光陶瓷研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《歐洲陶瓷學(xué)會(huì)會(huì)刊》(Journal of the European Ceramic Society)。
基于藍(lán)光LED和LD的快速發(fā)展,高功率白光LED和白光激光照明由于長(zhǎng)壽命、高效率和環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為未來(lái)照明的主流方向。但是,傳統(tǒng)白光LED采用的有機(jī)硅膠封裝Ce:YAG熒光粉由于熱導(dǎo)率差、易老化、色點(diǎn)偏移等問(wèn)題,在高功率照明條件下性能難以滿足要求。以Al2O3-Ce:YAG為代表的無(wú)機(jī)復(fù)合熒光陶瓷由于具有熱導(dǎo)率高、物化性能好、抗老化/潮濕性能優(yōu)異等特點(diǎn),被認(rèn)為是用于高功率白光LED和LD的重要候選材料。目前,對(duì)復(fù)合熒光陶瓷的研究主要集中在如Al2O3、MgAl2O4、CaF2、ZrO2與YAG的二元復(fù)合體系中。
在該項(xiàng)研究中,首次制備了ZrO2-Al2O3-YAG:Ce的三元復(fù)合熒光陶瓷。其中,ZrO2作為第二相的引入可以使Ce3+發(fā)射峰由535 nm紅移至560~570nm,從而補(bǔ)充紅光成分,提高陶瓷顯色指數(shù)。而Al2O3作為第三相的引入,可以增加藍(lán)光在陶瓷中的光程,提高光提取效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),Al2O3、ZrO2、YAG的體積濃度比為11:3:86時(shí),與藍(lán)光LED封裝得到的ZA-YAG:Ce陶瓷光效達(dá)到92.36lm/W,顯色指數(shù)為64,相較于單獨(dú)的ZrO2-YAG:Ce復(fù)相陶瓷和Al2O3-YAG:Ce復(fù)相陶瓷,其光效和顯指均有所提高,證明了ZrO2-Al2O3-YAG:Ce在白光LED方面的應(yīng)用潛力。
相關(guān)工作得到中科院國(guó)際合作項(xiàng)目和上海市科委創(chuàng)新項(xiàng)目的支持。(微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室供稿)
圖1 ZrO2-Al2O3-YAG:Ce 陶瓷退火前后照片及其激發(fā)發(fā)射光譜
圖2 ZrO2--Al2O3-YAG:Ce陶瓷SEM微觀形貌照片
及其Zr、Al、Y元素EDS譜圖
新聞鏈接:http://www.siom.cas.cn/xwzx/kydt/202012/t20201217_5824635.html
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