Hoe de thermische stabiliteit van fosfor te verbeteren

Het verbeteren van de thermische stabiliteit van fosforen is cruciaal voor het verlengen van de levensduur van LED's, voornamelijk bereikt door materiaalmodificatie en procesoptimalisatie.

Met betrekking tot materialen kan het toepassen van een core-shell structuurontwerp, zoals het coaten van fosfor deeltjes met SiO₂ of Al₂O₃, ze effectief isoleren van oxidatie bij hoge temperaturen. Doping met zeldzame aardionen (bijv. Ce³⁺ doping in nitriden) kan de roosterstabiliteit verbeteren, waardoor de luminofoor meer dan 90% efficiëntie kan behouden, zelfs bij 150℃.

Wat betreft het proces is het optimaliseren van de sintercondities van het grootste belang. Het gebruik van een gradiëntverwarmingssintermethode, waarbij de verwarmingssnelheid op 5℃/min wordt geregeld, voorkomt microscheuren veroorzaakt door snelle thermische uitzetting en samentrekking. Voor YAG-fosforen kan het toevoegen van een geschikt fluxmiddel (bijv. BaF₂) de sintertemperatuur verlagen en roosterdefecten verminderen. In de inkapselingsfase kan het selecteren van siliconen met een hoge thermische geleidbaarheid (thermische geleidbaarheid >1,5 W/m·K) en het toevoegen van nano-alumina thermisch geleidende vulstoffen de werktemperatuur van de fosfor met 30-50℃ verlagen.

Nieuwe nitridfosforen (zoals β-sialon) bezitten inherent een uitstekende thermische stabiliteit, met minder dan 5% lichtverval bij hoge temperaturen van 200℃, waardoor ze een ideale keuze zijn voor krachtige LED-verlichting. Door de synergetische optimalisatie van materialen en processen kunnen moderne fosforen nu stabiel werken gedurende meer dan 5000 uur in een omgeving van 180℃.