新型铝硅酸盐基荧光玻璃的制备及性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:owenyhz
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白光LED发光器件具有使用寿命长、能耗低、响应速度快、环境友好等优点,是一种极具潜力的新型固态照明光源。目前商用的白光LED器件解决方案是利用In Ga N蓝光芯片激发YAG:Ce3+黄光荧光粉复合形成白光,器件的发光光谱种缺少红光波段,因此色温偏高、显色指数较低。另外,目前普遍采用有机树脂作为荧光粉的封装载体,其热导率、稳定性较差,在长时间使用中造成器件温度升高严重,发色偏移等缺点。本文选取Al6Si2O13(ASO)和Si O2-Al2O3-B2O3-Zn O(SABZ)铝硅酸盐玻璃分别作为荧光粉基质和封装材料,采用共烧结的方法制备了荧光粉掺杂的荧光玻璃(PIG),在此过程中以稀土离子Eu2+、Mn2+、Dy3+为发光元素,完成了发光颜色与色温的调节,实现了具有高显色指数的暖白光PIG荧光玻璃。ASO:x Eu2+,yMn2+荧光粉的制备和发光性能研究表明:Eu2+、Mn2+离子在ASO中的掺杂位置在结构空位,对基质晶格参数的影响较小;单掺的ASO:x Eu2+荧光粉中,Eu2+的发射峰为宽广的蓝光发射,波长在475 nm左右,且Eu2+离子的临界掺杂浓度为4.0 mol%;ASO:x Eu2+,yMn2+荧光粉中,Mn2+离子的峰位于628 nm左右,临界掺杂浓度为0.6 mol%。ASO:2%Eu2+,yMn2+荧光粉的漫反射光谱和荧光光谱中出现Eu2+-Mn2+能量传递现象,结合荧光衰减曲线证实了Eu2+-Mn2+间的能量传递是偶极-偶极相互作用;发光颜色和色温研究表明,ASO:2%Eu2+,yMn2+荧光粉的发光色坐标和色温可以通过改变Mn2+掺杂量来调节,能够实现(0.3440,0.3302)、4950 K的暖白光发射,在白光LED器件中的显色指数Ra和R9可分别高达92.4和97;SABZ-y Dy3+:n ASO荧光玻璃的制备实验表明,当荧光粉掺杂浓度为6.0 wt%时,荧光玻璃的透过率和发光强度处于较好的水平;对于SABZ-y Dy3+:6wt%ASO荧光玻璃,通过调节Dy3+离子掺杂浓度可以实现色坐标和色温分别为(0.3566,0.3414)、4496K的暖白光发射;SABZ-2%Dy3+:6 wt%ASO荧光玻璃具有激发依赖性:通过改变激发波长,色坐标可以在(0.3433,0.3194)0.3542,0.3407之间变化、色温为45844929 K。
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