Forskere fremstiller nyt ternært keramisk fosfor til varme hvide lysdioder

Ved effektivt at konvertere det blå lys, der udsendes fra InGaN -chips, til gult lys og blande dem til hvidt lys, klassisk gul Y ₃ Al ₅ O ₁₂ :Ce (YAG) phosphor har vist sig at være den mest fremtrædende phosphor i hvide lysemitterende dioder (w-LED'er). Imidlertid, farvegengivelsesindekset (CRI) for YAG:Ce-baserede w-LED'er er normalt begrænset til <70 og dens korrelerede farvetemperatur (CCT) er ofte højere end 4000 K på grund af manglen på rød komponent i emissionsspektret. I moderne indendørs belysning, en højere CRI og en lavere (eller varmere) CCT er påkrævet.

For at forbedre lyskvaliteten og øge lyseffektiviteten (LE) for YAG:Ce phosphor, et forskerhold fra Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics fra det kinesiske videnskabsakademi har fremstillet en ny ternær ZrO ₂ -Al ₂ O ₃ -YAG:Ce -sammensatte keramiske fosforer for nylig.

Efter emballering med blå chips, w-LED baseret på ZA-YAG:Ce keramik viser en forbedret CRI på 64 sammenlignet med Al ₂ O ₃ -YAG:Ce og en høj LE på 92,36 lm/W, hvilket er stærkt fremmet i forhold til den tidligere rapport fra ZrO ₂ -YAG:Ce. Resultatet blev offentliggjort i Tidsskrift for European Ceramic Society .

I deres eksperiment, kommercielle Y ₂ O ₃ , a-Al ₂ O ₃ , Direktør ₂ , ZrO ₂ pulvere blev brugt som råvarer. Pulverne blev vægtet ifølge formlen og fuldstændigt blandet. Efter kuglefræsning i ethanol i 24 timer, opslæmningen blev tørret ved 75 grader C og granuleret med en 200-mesh sigte.

Efter presset ind i diske under uniaxialt tryk på 10 MPa, diskene blev behandlet under kold isostatisk presning ved 200 MPa. De pressede diske blev derefter opvarmet i en dæmpet ovn ved 700 grader C i tre timer for at fjerne de organiske ingredienser. Endelig, de phosphorkeramiske prøver blev opnået efter sintring ved temperaturen 1, 650-1, 700 grader C i 12 timer, henholdsvis.

Fra mikrostrukturudviklingen, fandt forskerne, at tilføjelsen af ​​ZrO ₂ kan bemærkelsesværdigt fremme fortætningsprocessen af ​​prøver. Ud fra EDS -analyseresultatet, de opdagede, at de tre faser af ZrO ₂ , Al ₂ O ₃ , og YAG kan eksistere uafhængigt af hinanden efter sintring, selvom Y i YAG og Zr i ZrO ₂ kan udveksle til en vis grad.