激光照明用Al 2 O 3 基荧光陶瓷的制备及其性能研究

发布时间：2024-09-28 19:59

　　激光照明作为一种新兴的照明形式,具有准直性好、体积小和照射距离远等优点,在海底探测和飞机大灯等大功率照明器领域具有潜在应用。荧光材料的主要作用是将入射的部分激光转化为其他颜色的光从而实现白光照明,其性能的好坏直接决定了固态照明器件的优劣。由于高输入能量密度的激光会引起荧光材料的温度上升,导致其发光性能的下降,不利于获得超高流明的固态照明器。Al₂O₃基荧光陶瓷具有热导率高、化学稳定性好和烧结温度低等优点是激光照明用荧光材料的候选材料之一。目前关于激光照明用荧光陶瓷的研究已经受到越来越多的重视,但研究方向主要集中其在低输入能量密度时的输出流明,对材料的发光饱和性能和显色指数研究较少。本论文在组分设计的基础上利用放电等离子烧结（Spark Plasm Sinter,SPS）技术制备Al₂O₃基荧光陶瓷,并围绕组分含量、光线传输路径和量子效率三个方面,研究了材料的微观结构和饱和输入能量密度之间的关系;为了优化荧光陶瓷的显色指数,尝试制备了YAG:Mn/Mg红色荧光粉,并与YAG:Ce荧光粉配合使用,通过制备...

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 固态照明
    1.2 激光照明
    1.3 激光照明的应用领域
    1.4 激光照明用荧光材料的要求
        1.4.1 优秀的发光饱和性能
        1.4.2 优异的光均匀度和高的光提取率
        1.4.3 优异的显示性能
    1.5 新型荧光材料的设计和制备
        1.5.1 荧光玻璃
        1.5.2 荧光薄膜
        1.5.3 荧光晶体
        1.5.4 荧光陶瓷
        1.5.5 复相荧光陶瓷
    1.6 Al_2O_3 基荧光陶瓷的制备方法
        1.6.1 无压烧结
        1.6.2 压力场辅助烧结
        1.6.3 压力场和电场辅助烧结
    1.7 激光照明用Al_2O_3 基荧光陶瓷存在的问题
    1.8 本论文的设计思路和主要研究内容
第二章 实验原理和方法
    2.1 样品制备
        2.1.1 荧光粉体的制备
        2.1.2 荧光陶瓷的制备
    2.2 样品的测试和表征
第三章 Al_2O_3 基荧光陶瓷的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 YAG:Ce荧光粉的制备与性能
        3.2.1 荧光粉体的制备
        3.2.2 煅烧温度对荧光粉体微观结构和发光性能的影响
        3.2.3 掺杂浓度对荧光粉体物相组成和发光性能的影响
    3.3 Al_2O_3/YAG:Ce复相陶瓷的制备与性能
        3.3.1 Al_2O_3/YAG:Ce复相陶瓷的制备
        3.3.2 烧结温度对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的物相组成和微观形貌的影响
        3.3.3 Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的光学性能
        3.3.4 烧结温度对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的热导率的影响
        3.3.5 蓝光激光激发下Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的发光性能
    3.4 组分含量不同的Al_2O_3/YAG复相陶瓷的制备与性能
        3.4.1 YAG:Ce含量对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的微观结构的影响
        3.4.2 YAG:Ce含量对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的热学性能的影响
        3.4.3 YAG:Ce含量对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的光学性能的影响
        3.4.4 蓝光激光激发下Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的发光性能
    3.5 光线传输路径不同(一)的Al_2O_3 基荧光陶瓷的制备与性能
        3.5.1 烧结压力对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的微观形貌的影响
        3.5.2 烧结压力对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的热学性能的影响
        3.5.3 烧结压力对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的光学性能的影响
        3.5.4 蓝光激光激发下陶瓷的发光性能
    3.6 光线传输路径不同(二)的Al_2O_3 基荧光陶瓷的制备与性能
        3.6.1 加压温度对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的微观形貌影响
        3.6.2 加压温度对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的热学性能的影响
        3.6.3 加压温度对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的光学性能的影响
        3.6.4 蓝光激光激发下陶瓷的发光性能
    3.7 量子效率不同的Al_2O_3 基荧光陶瓷的制备与性能
        3.7.1 YAG:Ce粒径对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的微观形貌的影响
        3.7.2 YAG:Ce粒径对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的热学性能的影响
        3.7.3 YAG:Ce粒径对Al_2O_3/YAG:Ce陶瓷的光学性能的影响
        3.7.4 蓝光激光激发下陶瓷的发光性能
    3.8 本章小结
第四章 Al_2O_3 基荧光陶瓷显色指数的优化
    4.1 前言
    4.2 YAG:Mn/Mg荧光粉的制备与性能
        4.2.1 煅烧温度对荧光粉的物相组成的影响
        4.2.2 煅烧温度对荧光粉发光性能的影响
        4.2.3 元素掺杂对荧光粉的微观结构变化的影响
        4.2.4 元素掺杂对荧光粉的发光性能的影响
    4.3 共混结构荧光陶瓷的制备与性能
        4.3.1 微观形貌
        4.3.2 荧光性能
        4.3.3 热学性能
        4.3.4 蓝光激光激发下陶瓷的发光性能
    4.4 叠层结构荧光陶瓷的制备与性能
        4.4.1 微观形貌
        4.4.2 荧光性能
        4.4.3 蓝光激光激发下的发光性能
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读博士学位期间发表的学术论文和研究成果



本文编号：4006279