用于大功率LED灯的新型陶瓷荧光粉可节省20-30％的能源

复合陶瓷荧光粉的微观结构，以及基于它的LED器件的外观。

远东联邦大学（FEFU）的材料科学家与一个国际研究团队合作，已经推进了复合陶瓷材料（Ce3 +：YAG-Al2O3）的设计，即可以应用于以下领域的固态光转换器（磷光体）：地面和航空航天技术。与商用模拟产品相比，基于开发材料的LED系统可节省20-30％的能源。相关文章发表在材料表征杂志上。

全球电力生产中超过15％（每年约4,500亿美元）用于照明。根据俄罗斯运行的光子学发展路线图，效率超过150 lm / W的LED技术的发展将在2025年之前节省多达30％的电力。

基于已开发的陶瓷光转换器，既可以生产紧凑型节能白光发光二极管（wLED），又可以生产大功率（高亮度）系统。从便携式投影仪和内窥镜到对角线超过100英寸的激光电视，用于汽车和飞机构造的照明设备，大型结构等，在许多光子应用中都需要这种新材料。

“白光LED的消耗量是高亮度LED的总消耗量的一半以上。用于现代商业白色LED的有机磷光体生产技术的某些特殊性导致发光二极管快速老化，从而导致亮度和显色质量下降。我们通过基于钇铝石榴石，铈离子Ce3 +：YAG活化和氧化铝Al2O3的热稳定相的复合陶瓷形式制造完全无机的光转换器，从而解决了这个问题。” FEFU理工学院（学校，PI）的“高级陶瓷材料” REC。

新材料的特点是具有较高的热强度和导热系数，具有较高的泵浦功率，并产生明亮的白光，而没有明显的光致发光强度的热猝灭。与商用Ce3 +：YAG样品相比，这可以将LED器件的工作°温度降低至120-70C，是原来的2倍以上。

“我们通过真空反应烧结铝，钇，铈和g的初始氧化物粉末来合成材料。我们特别注意确定主要散射中心（残留孔和Al2O3微晶）与陶瓷磷光体的光谱性质之间的定量关系。我们的光转换器可满足新一代wLED的所有要求。它们具有长寿命，高发光效率和显色指数，同时又保持了对环境友好性和材料尺寸的要求。” FEFU工业安全部“高级陶瓷材料” REC主任项目经理Denis Kosyanov说道。 PI。

参与研究的是来自远东联邦大学（FEFU）的研究人员；中国科学院大学上海陶瓷研究所，上海技术研究所；俄罗斯科学院远东分院化学研究所；俄罗斯科学院西伯利亚分校的固态化学和机械化学研究所。

参考：“用于高亮度照明的Al2O3-Ce：YAG和Al2O3-Ce：（Y，Gd）AG复合陶瓷：微观结构的影响”，作者：D。Yu。Kosyanov，Xin
Liu，A.A。Vornovskikh，A.A.Kosianova，A.M.Zakharenko，A.P.Zavjalov，O.O.Shichalin，V.Yu。Mayorov，V.G. Kuryavyi，Qian Xing Qian，Zou Zou and Jiang Li，2021年1月6日，材料表征。
10.1016 / j.matchar.2021.110883

这项工作得到了俄罗斯科学基金会的资助（项目编号20-73-10242）。