مسائل کلیدی تولید انبوه و استراتژی‌های جامع کاهش برای PiG (فسفر در شیشه) (مورد اول)

خنک کردن حرارتی و کاهش شدید بهره وری کوانتومی
شیشه های معمولی بوروسیلیکات/تلوریت نیاز به سینتر کردن در 550 تا 850 درجه سانتیگراد دارند. فسفرهای قرمز نیترید (CaAlSiN3، SrLiAl3N4) و فسفرهای فلوروسیلیکات KSF مقاومت گرمی ضعیف دارند.در دمای بالا، یون های مرکز نورپردازی (Ce3 + ، Eu2 +) تحت اکسیداسیون و تبدیل حالت والانس قرار می گیرند و به طور مستقیم اثربخشی نور را 20٪ ~ 50٪ کاهش می دهند. اگرچه YAG: Ce دارای مقاومت حرارتی برتر است ،انتشار درونونیک در رابط شیشه-فوسفور هنوز کارایی کوانتومی را کاهش می دهد.

خوردگی سطح بین شیشه و فسفرها و تولید فاز های ناخالصی
Si4+، Na+ و B3+ از شیشه به ذرات YAG منتشر می شوند؛ Y3+ و Al3+ از YAG در ماتریس شیشه ای حل می شوند و ده ها لایه انتشار ناخالصی غیر نورپردازی با ضخامت نانومتری را تشکیل می دهند.اين لايه ها تبديل شدن نور رو مسدود ميکنن، گسترش نور را افزایش می دهد و تغییر درجه حرارت رنگ را تحریک می کند.

تخریب هیدرولیز فاسفوری تسریع شده ناشی از فلزات قلیایی
اکسید های فلزی قلیایی (Li2O، Na2O، K2O) در داخل شیشه تحت شرایط طولانی مدت رطوبت گرما (85 °C / 85٪ RH) به سطح مواد مهاجرت می کنند.آسیب رساندن به شبکه کریستالی از فسفرهای نیترید و منجر به تخریب شدید نور طولانی مدت و تغییر مختصات رنگ.

• سیستم شیشه ای با انتشار متناسب با کم انتشار: عناصر همولوژیک فسفر (Y2O3، Al2O3) را به شیشه وارد کنید تا گرادیان غلظت رابط را کاهش دهید.محدود کردن ضخامت لایه پخش در حدود 50 نانومتر و حفظ بیش از 95٪ از کارایی کوانتومی اولیه فسفر خام.
• شیشه کم قلی / بدون قلی: فلزات قلی را با ZnO، CaO و BaO جایگزین کنید تا محتوای Na2O و Li2O را کاهش دهید و قابلیت اطمینان در گرما مرطوب را بهبود ببخشید.شیشه فلوروفوسفات با دمای پایین برای استفاده از فسفرهای نیترید تنها نیاز به سینتر کردن در درجه حرارت 350 تا 500 درجه سانتیگراد دارد.، به طور کامل از بین بردن تجزیه حرارتی از فاسفورهای نیترید قرمز.
• شیشه ای با Tg بالا و پنجره ی باریک دمای نرم شدن: محدوده ی دمایی بین نرم شدن و کریستالیزه شدن را محدود کنید تا مدت زمان نگه داری در دمای بالا کوتاه شود.

• جوشاندن سریع حرارتی (RTA) / سینتر کردن تحت فشار تحرک: سرعت گرمایش 20 ~ 50 °C / s را برای تکمیل چگال کردن در عرض ده ها ثانیه اتخاذ کنید ، که به طور چشمگیری زمان قرار گرفتن در معرض دمای بالا را کاهش می دهد.لایه انتشار حاصل فقط 1 ~ 2 نانومتر ضخامت دارد، که به طور قابل توجهی کاهش تجزیه نور از نیترید PiG.
• مشخصات دمای گرمایش و نگه داشتن مرحله:پاکسازی با دمای پایین (از بین بردن کافی رطوبت و مواد آلی در درجه حرارت 300 ~ 400 °C) → گرم کردن سریع تا دمای نرم شدن → دوره نگه داشتن کوتاه (5 ~ 30 دقیقه) → خنک شدن آهسته، اجتناب از خیساندن طولانی مدت فوسفرها در دمای بالا.
• سینتر کردن با حفاظت از جو: کوره های نیتروژن با خلوص بالا / هوای بی اثر برای نایتریت و فسفر KSF برای جدا کردن اکسیژن و بخار آب و جلوگیری از اکسید Eu2 + ضروری است.YAG می تواند در هوا سینتر شودحفاظت از نیتروژن هنوز برای محصولات با مشخصات بالا توصیه می شود.

• سطوح فسفر را با یک لایه محافظ از SiO2، Al2O3 یا مواد یکسانی YAG 50 ~ 200 nm پوشش دهید.پوشش یک لایه مانع برای مسدود کردن انتشار یون و جدا کردن خوردگی از شیشه ذوب شده را تشکیل می دهد.