3D-printen van zeldzame aardmetalen lichtgevende apparaten in de maritieme sector
LED-verlichtingsproducten hebben de voordelen van energiebesparing, vermindering van het verbruik, flexibele toepassing, veiligheid en betrouwbaarheid in nieuwe oceaanvislichten en navigatiebakenlichten, en hebben brede toepassingsmogelijkheden. Fluorescentiepoeder van zeldzame aarde is het kernmateriaal van fluorescerende conversietype LED, dat de lichtopbrengst van LED bepaalt. 3D-printtechnologie is geschikt voor aangepaste en snelle voorbereiding van apparaten, die kunnen worden gecombineerd met fluorescerend poeder van zeldzame aarde en kunnen worden toegepast bij de productie van LED-vislichten en navigatiebakenlichten. Vanwege verschillende factoren, zoals de transparantie van 3D-printmaterialen, de prestaties van fluorescerende poeders en printtechnologie, is er echter nog steeds veel onderzoeksruimte op gerelateerde gebieden.
Het team van professor Wu Mingkut van de Sun Yat sen Universiteit bereidde Ce3+, Tb3+co gedoteerde CaYAlO4 fosforen door middel van de sol-gel methode, en bestudeerde systematisch hun luminescerende eigenschappen. Dit onderzoekssysteem overwint de tekortkomingen van de moeilijke grootschalige bereiding van nanomaterialen en de ongelijkmatige verdeling van poedermaterialen in organische materie, terwijl ook rekening wordt gehouden met de hoge lichttransmissie-eigenschappen van het matrixmateriaal. Vanwege de dipool en spin toegestane overgangen van Ce3+ en de energieoverdrachtsefficiëntie van maximaal 92,5% van Ce3+naar Tb3+, kunnen CaYAlO4: Ce3+en Tb3+ fosforen sterk groen licht uitzenden dat gevoelig is voor menselijke en vissenogen onder excitatie van een 380 nm LED-chip.
Figuur 1: Structuur en morfologie van CaYAlO4
Figuur 2: Spectrale eigenschappen van CaY1-xTbxAlO4-fosfor
Figuur 3: Energieoverdracht van Ce3+,Tb3+ co-gedoteerde monsters
Polydimethylsiloxaan (PDMS) heeft een transmissie van 92% in het zichtbare spectrumgebied, wat het een uitstekend substraatmateriaal maakt voor het maken van gekleurde fluorescerende handwerken. Het team combineerde het fluorescerende poeder met PDMS en bereidde een felgroen biomimetisch model voor dat werd geëxciteerd door LED-chips via 3D-printtechnologie en een sjabloonmethode.
Figuur 4: Voorbereiding, karakterisering en vergelijking van 3D-printmodellen
Dit werk stelt een Ce3+en Tb3+co gedoteerd CaYAlO4 fluorescerend poeder voor dat wordt geëxciteerd door bijna-ultraviolet LED, en ontwikkelt een technologie die kan worden toegepast op 3D-printen van LED-vislampen en navigatielichten. Gecombineerd met 3D-printen is een veelbelovende technologie ontwikkeld die kan worden toegepast op het gebied van LED-vislampen en navigatielichten.