Questões essenciais de produção em massa e estratégias abrangentes de redução do risco para o PiG (fósforo no vidro) (ponto 6)

A condutividade térmica da matriz de vidro PiG puro varia apenas de 0,8 a 1,5 W/mK. Sob densidade de potência de iluminação a laser acima de 1 W/mm², o calor não pode se dissipar de forma eficiente, desencadeando a extinção térmica do fósforo e a rápida atenuação do fluxo luminoso.

Para vidros com alto teor alcalino expostos a condições de umidade e calor de longo prazo de 85°C/85% UR, os íons alcalinos migram para a superfície do material e corroem os fósforos de nitreto. Isso resulta em deterioração luminosa severa, desvio de coordenadas de cores e defeitos de branqueamento de superfície.

Coeficientes de expansão térmica incompatíveis entre partículas de vidro e fósforo criam micro-lacunas na interface após o ciclo térmico, reduzindo simultaneamente a transmitância de luz e o desempenho geral de condução térmica.

Adicione traços condutores térmicos de Al₂O₃ e BN em nanoescala à formulação de vidro para aumentar a condutividade térmica para 3–8 W/mK e aumentar o limite de resistência à potência do laser. Monte componentes PiG ligados com safira de alta condutividade ou substratos de alumínio para aplicação prática.

Elimine composições com alto teor de lítio e sódio e adote formulações de vidro à base de óxidos de metais alcalino-terrosos. Adicione um procedimento de recozimento de baixa temperatura após a sinterização para liberar a tensão residual interna e restringir a migração de íons alcalinos.

Ajuste as composições de vidro para ajustar o índice de refração e os coeficientes de expansão térmica, estreitando a lacuna de propriedades entre a matriz de vidro e os fósforos YAG/nitreto, para que nenhuma microfissura interfacial seja gerada após ciclos térmicos repetidos.