针对目前YAG玻璃陶瓷研究中普遍采用碲、铅酸盐玻璃作为基质而导致的成本高或环境污染以及红光不足等问题，研究团队首次以稀土Eu3+掺杂的硼铋酸盐玻璃作为基质，采用简易的丝网印刷技术制备了YAG玻璃陶瓷，利用DSC、SEM/EDS、XRD、荧光寿命、吸收光谱、激发/发射光谱等手段，研究了玻璃陶瓷中YAG荧光粉受玻璃基质侵蚀的行为、发光离子间的能量传递、玻璃陶瓷发光性能随温度的变化规律以及用玻璃陶瓷组装的白光LED器件的综合光电性能等内容，得到了一种低成本、无污染、高热稳定性以及良好发光性能的高功率白光LED用玻璃陶瓷。
△图1制备的稀土红光玻璃基质具有良好的透过及蓝光吸收性能
△图玻璃基质和粘结玻璃具有良好的抗析晶性能和热稳定性
△图3SEM/EDS证实玻璃陶瓷中YAG基本未受玻璃基质的侵蚀
△图4不同印刷厚度和YAG掺杂浓度下玻璃陶瓷的发光性能
△图5制备玻璃陶瓷具有优异的热稳定性
△图6制备的玻璃陶瓷在不同YAG掺杂浓度、印刷厚度下的光电性能
本项工作中，研究团队以稀土Eu3+掺杂红光玻璃为基质载体（相对高熔点），通过丝网印刷技术将YAG荧光粉与低熔点硼铋酸玻璃粉印刷在基质玻璃表面，制备了良好发光性能的白光LED用YAG玻璃陶瓷。在°C烧结温度下，玻璃陶瓷样品中YAG荧光粉基本未受玻璃基质的侵蚀；Eu3+、Ce3+发光离子之间的能量传递由于晶相/非晶相的空间隔离，而得到有效抑制。制备的YAG玻璃陶瓷的量子效率高达85.06%，相比于YAG原料，仅降低5%；°C时热稳定性达85.01%，远高于现有商用白光LED中有机物封装的数值；玻璃陶瓷装配蓝光LED芯片后器件的发光性能指标为流明效率.lm/W,色温K，显色指数77.，对比现有商用LED参数，流明效率相当，但色温和显色指数指标明显优化。以上研究表明该工作制备的YAG玻璃陶瓷，由于其低成本、无污染、高热稳定性以及良好发光性能等优势，有望应用于高功率白光LED照明领域。
来源：江西理工大学材料冶金化学学部
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