Основные проблемы массового производства и комплексные стратегии смягчения воздействия PiG (фосфора в стекле) (пункт 6)

Теплопроводность матрицы из чистого стекла PiG составляет всего от 0,8 до 1,5 Вт/мК. При плотности мощности лазерного освещения выше 1 Вт/мм² тепло не может эффективно рассеиваться, что приводит к термическому гашению люминофора и быстрому ослаблению светового потока.

В случае высокощелочного стекла, подвергающегося длительному воздействию влажно-теплых условий при температуре 85°C и относительной влажности 85%, ионы щелочных металлов мигрируют к поверхности материала и разъедают нитридный люминофор. Это приводит к сильному затуханию света, дрейфу цветовых координат и дефектам побеления поверхности.

Несовпадающие коэффициенты теплового расширения между частицами стекла и люминофора создают микрозазоры на границе раздела после термоциклирования, одновременно снижая как коэффициент пропускания света, так и общие характеристики теплопроводности.

Добавьте следы наноразмерных теплопроводящих наполнителей Al₂O₃ и BN в рецептуру стекла, чтобы повысить теплопроводность до 3–8 Вт/мК и повысить порог сопротивления мощности лазера. Соберите компоненты PiG, склеенные с сапфировыми или алюминиевыми подложками с высокой проводимостью для практического применения.

Откажитесь от составов с высоким содержанием лития и натрия и примените составы стекол на основе оксидов щелочноземельных металлов. Добавьте процедуру низкотемпературного отжига после спекания, чтобы снять внутреннее остаточное напряжение и ограничить миграцию щелочных ионов.

Точная настройка составов стекла для регулировки показателя преломления и коэффициентов теплового расширения, сужая разрыв в свойствах между стеклянной матрицей и YAG/нитридными люминофорами, чтобы избежать образования межфазных микротрещин после повторного термоциклирования.