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文檔簡介
1、“節(jié)能減排,保護環(huán)境”是目前全人類一個共同的發(fā)展主題。在世界各國和地區(qū),照明用電占據(jù)著其總發(fā)電量的顯著比例。相比于傳統(tǒng)的照明光源(白熾燈,熒光燈,高壓氣體放電燈等),發(fā)光二極管(light-emitting diode,LED)作為新一代的照明光源有著諸多優(yōu)點,如壽命長,效率高,無重金屬污染,以及結(jié)構(gòu)緊湊,易于設(shè)計、安裝、運輸?shù)??;谒{(lán)光芯片的白光LED是目前市場的主流,此方案需要波長轉(zhuǎn)換材料(熒光材料)使其產(chǎn)生白光。
鈰摻雜
2、釔/镥鋁石榴石(cerium-dopedyttrium/lutetium aluminum garnet, YAG∶Ceand LuAG∶Ce)是白光LED產(chǎn)業(yè)重要熒光材料,因其價格相對低廉,合成工藝簡單,性能優(yōu)異而被廣泛使用。固相法合成的微米級粉末是其最常見的使用形式。然而隨著熒光材料用途的擴展,如大功率LED,激光照明,閃爍體制備,無機生物熒光標(biāo)記等,傳統(tǒng)固相法合成的YAG∶Ce和LuAG∶Ce的粉末已經(jīng)無法應(yīng)對新的用途和要求。本研
3、究采用了非均相沉淀,溶膠-凝膠,靜電紡絲等方法,制備了多種形貌的YAG∶Ce和LuAG∶Ce熒光材料,并結(jié)合不同的封裝工藝對其進行了具體應(yīng)用方面的研究,分為以下三個部分:
(1)使用制備(含鋁)多晶纖維所用的鋁溶膠體系,以制備LuAG∶Ce熒光粉。傳統(tǒng)的溶膠-凝膠法在制備熒光粉時,往往需要加入基于高分子(含碳)的凝膠劑來使其凝膠化,碳?xì)埩魰档蜔晒獠牧系奈蘸桶l(fā)射,從而明顯降低其性能。鋁溶膠體系從源頭上隔絕了碳的引入。制得無碳
4、前驅(qū)體之后,采用不同的熱處理工藝,得到了微米級和納米級的熒光粉。經(jīng)950℃保溫1h熱處理,可得到一次粒徑為納米級(~15 nm)的LuAG∶Ce,此時顆粒有團聚,該產(chǎn)物可以應(yīng)用在透明陶瓷的制備。而經(jīng)兩步法熱處理制得的微米級的(~3μm)熒光粉團聚較小,亮度達(dá)到商品熒光粉的80%。有一定潛力應(yīng)用在白光LED上。
(2)報道了一種非均相沉淀法以制備LuAG∶Ce微米顆粒。使用了噴霧熱解方法制備的球狀的α-Al2O3作為沉淀的核心,
5、并采用了“兩步法”熱處理工藝,得到了尺寸均勻,無團聚的微米級熒光粉,中值粒徑(D50)約為13μm。其亮度接近主流商品水平。用于大功率白光LED的Phosphor in Glass(PiG)是目前的研究熱點,為了降低LuAG∶Ce在PiG制備過程中的劣化,對LuAG∶Ce顆粒表面進行了SiO2包覆。實驗結(jié)果證實,SiO2包覆的LuAG∶Ce熒光粉在PiG(Na2O-CaO-SiO2-Al2O3體系)制備過程中的劣化明顯降低,其原因可能是
6、SiO2對熒光粉和玻璃之間的界面反應(yīng)有一定的抑制作用。有著較好的應(yīng)用前景。
(3)對基于鋁溶膠的溶膠-凝膠法進行了進一步的探索。通過靜電紡絲制備了YAG∶Ce納米線。首先得到了直徑~250nm的納米線前驅(qū)體。然后經(jīng)過嚴(yán)格控制的熱處理過程,制得了多晶YAG∶Ce的納米線。結(jié)晶后的納米線直徑有所萎縮到~200 nm,但纖維結(jié)構(gòu)完整的保持了下來。將納米線堆疊而成的片材直接附在藍(lán)光芯片上,可以制得白光LED,其流明效率達(dá)到621m/W
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