调控Al2O3晶型控制MgAl2O4:Mn4+荧光粉中Mn价态研究

Mn⁴⁺激活红光荧光粉是白光半导体发光二极管(wLEDs)领域当前研究热点之一。Mn⁴⁺离子²E→⁴A₂跃迁在铝酸盐中的最短发光波长是在MgAl₂O₄中实现的651 nm发光, 由于其结构中含有形成四面体或八面体配位的两种阳离子格位(Mg²⁺/Al³⁺), 易造成所掺杂锰元素存在多种价态(+2/+4/+3等)。本研究通过改变起始原料中Al₂O₃的晶型(γ/α比例)及退火处理来调控锰离子在MgAl₂O₄晶格中的占据格位, 对其主要存在价态实现调控。采用荧光光谱和紫外-可见-近红外漫反射光谱技术来表征所合成荧光粉中Mn离子的价态及其演变。研究发现, 高α/(α+γ)比铝源促进Mn²⁺形成, 而低α/(α+γ)比铝源促进Mn⁴⁺形成。通过使用高活性纳米γ-Al₂O₃为铝源, 有效抑制了锰离子在MgAl₂O₄中Mg²⁺格位的占据及Mn²⁺离子的形成, 经空气中1550 ℃保温5 h的一次高温热处理即可制备出在可见光区只有Mn⁴⁺红光发光的高纯高亮度MgAl₂O₄:Mn⁴⁺荧光粉。氧化铝晶型影响锰离子掺杂格位和掺杂价态的本质规律是: 氧化铝活性决定实际固溶掺杂反应步骤, 进而影响锰离子掺杂格位和价态。本研究提出的反应步骤调控作为反应气氛、电荷补偿剂、反应温度三种调控方法外的一种新方法, 为Mn⁴⁺激活铝酸盐荧光粉中锰离子掺杂价态调控提供了新思路。     

两种热电分离式基板导热性能的对比研究

基于热电分离式设计理念，开发出FR4/Cu与FR4/AlN两种高导热散热基板，并利用SMT工艺将13Ｗ的Osram S2W型LED灯珠分别与上述两种散热基板焊接后组装成LED模组，利用半导体制冷温控台恒定散热基板底部温度后，使用结温测试仪对LED的结温进行了测试，同时借助直流电源和积分球分别对LED的总功率和光功率进行了测量后得到了模组的热功率值。最后根据LED结温测试结果与热功率值计算得出了模组的热阻值，并在此基础上对两种基板的散热性能进行了对比研究。结果表明，FR4/AlN基板的散热性能较之FR4/Cu基板稍逊，当使用FR4/Cu基板散热时，LED的结温和热阻分别是49.72 ℃ 、2.21℃ /Ｗ，当使用FR4/AlN基板散热时LED的结温和热阻分别是51.32 ℃、2.32℃/Ｗ。     

机器视觉系统中的LED线光源设计

针对传统线光源所存在的光学效率偏低、设计复杂以及成本相对较高等问题，结合 LED光源在体积、效率、稳定性以及使用寿命方面的优势，设计了一套可应用于机器视觉系统的LED线光源，该线光源主要由LED恒流驱动模块和聚光单元模块两部分组成，利用聚光透镜等少量光学元件将多颗LED灯珠的发散光汇聚成所需的线型光场，具有结构简单、亮度可控和性价比高等特点。样机测试结果表明，所设计的线光源亮度高且照度均匀，而且照度均匀度达85％以上，满足机器视觉系统的实际需求。     

不同LED光质对绿叶生菜生长的影响

选用半结球生菜和散叶生菜两种绿叶生菜为试材,在其他生长条件相同的情况下,设置3个红蓝光配比,分别为R∶B=4∶1、R∶B=3∶1、R∶B=1∶1,探究不同LED光质对绿叶生菜生长的影响。结果表明:半结球生菜在株高、横径、叶片数、单株鲜重、地上部鲜重方面均随着红光的增多呈上升趋势,并在R∶B=4∶1下达到最大,而地下部鲜重和根冠比在R∶B=1∶1下达到最大;散叶生菜的株高、横径、叶片数、单株鲜重和地上部鲜重均在R∶B=3∶1下达到最大。结论:在本试验设置的3种光配比中,R∶B=4∶1最有利于半结球生菜的生长,R∶B=3∶1最有利于散叶生菜的生长。     

LED灯丝灯胶的制备及其触变性

本文主要研究乙烯基苯基硅油、含氢苯基硅油、苯T树脂、催化剂、抑制剂等最优化配比,通过添加白炭黑等触变剂,使硅胶达到触变性流体,并对制成的LED灯丝灯硅胶进行触变性测试,当二氧化硅的用量为5%时,硅胶的触变性良好,屈服应力为49.0Pa,结构恢复时间为3.3s,满足灯丝灯的封装要求,为我国照明LED产业提供材料基础。     

垂直轴风光互补LED照明系统设计

风力和太阳能分别通过垂直轴阻力型风机和太阳能光伏板发电,其中光伏发电辅以太阳能双轴跟踪装置提高太阳能电池板的发电效率,经过充电控制电路控制,利用蓄电池储能,实现离网照明。该装置能实现节能减排,可解决农村及偏远地区的照明问题,应用推广前景广阔。