额外添加Mg2+和Si4+对 高功率LEDLD照明用Ce:YAG陶瓷荧光体的微结构和荧光性能的影响

摘要: 研究了在真空烧结过程中，分别添加0.04 wt %、0.06 wt %、0.08 wt %、0.4 wt %、0.6 wt %至0.8 wt %的MgO和正硅酸四乙酯(C8H20O4Si、TEOS)作为辅助烧结剂，考察了它们对Ce3+掺杂透明Y3Al5O12 (Ce:YAG)陶瓷微观结构和发光性能的影响。采用X射线衍射、扫描电镜/能谱仪、光学光谱、光致发光光谱以及电致发光光谱进行了对比研究。掺量为0.8 wt %的MgO和TEOS均能获得优势石榴石相，而掺量为MgO的Ce:YAG陶瓷的平均晶粒尺寸(~ 5 ~ 10 μm)较TEOS (~ 20 ~ 25 μm)更细，分布更均匀。在Ce:YAG陶瓷中加入大量MgO会导致MgO偏析，而过量TEOS则会导致Al2O3偏析。在MgO助剂的作用下，Ce:YAG陶瓷在308 nm处出现了一个强吸收峰，这是由于Mg2+的电荷补偿效应导致了Ce4+的存在。添加0.6% wt % TEOS时，Ce:YAG陶瓷的最佳透过率可达80% @ 800 nm，发光效率最高可达106 lm/W。实验证明，与Mg2+相比，Si4+具有更好的光效优化效果。