白光LED被称为第四代照明光源,具有发光效率高、寿命长及节能环保等优点,现已逐渐成为照明行业的主流产品。而今白光LED主要是以蓝光LED芯片涂覆YAG:Ce³⁺黄色荧光粉制造而成,性能较好,成本低廉,适合大规模工业化生产,但在封装涂覆过程中使用的树脂导热性能差,使得LED器件温度升高,易出现老化现象,影响白光LED的光电转化效率,进而导致一系列问题。本课题利用水平定向凝固法制备YAG:Ce³⁺-Al₂O₃共晶陶瓷,将其作为新型荧光材料应用于白光LED中,期望对热老化问题有所改善。目前制备共晶的常用方法主要有提拉法、垂直布里奇曼法和水平定向凝固法,相比于前两者,水平定向凝固法能够制备大尺寸的板状共晶陶瓷。本课题在课题组前人的基础上进行实验,最终利用水平定向凝固法制备成功具有不同参数的尺寸为170mm×90mm×20mm的YAG:Ce³⁺-Al₂O₃共晶陶瓷,并进行了一系列表征。在XRD及SEM-EDS的分析中可以得知,生长得到的YAG:Ce³⁺-Al₂O₃共晶陶瓷确实为Al₂O₃相和YAG:Ce³⁺相,且二者相互穿插使得共晶陶瓷内部呈三维贯穿立体网络结构。由激发光谱、发射光谱及XPS分析可知,所得共晶陶瓷中铈元素已经全部转化成了Ce3+,其激发波长为345nm和475nm,可用470nm的LED蓝光芯片激发,发射光谱范围为485nm—675nm,中心波长为555nm左右,可发射黄光。空气气氛退火有利于共晶陶瓷内部应力和氧空位的消除。制备得到的YAG:Ce³⁺-Al₂O₃共晶陶瓷维氏硬度大约在16.75GPa,硬度值较大,机械性能较好。将加工好的共晶陶瓷片用于量子产率和温度特性的测试。在量子产率测试中,可得目前我们制备的共晶陶瓷中最佳Ce掺杂比例在0.25%左右,对与不同Ce/Y比例共晶陶瓷片的厚度变化对其量子产率产生影响极小,而对于Ce/Y=0.25%的共晶陶瓷片退火后其量子产率得到极大提高;其次降低拉晶速率有利于Ce/Y=0.5%的共晶陶瓷片中Ce3+分布更加均匀,使其量子产率提高。温度特性测试中,发现此种共晶陶瓷片在温度变化的情况下发射光谱峰值相对较稳定,温度稳定性较好。将共晶陶瓷片封装为LED器件,进行光色电参数测试。光色电参数测试主要包括光通量和光效、显色指数、色坐标和色温、色容差。通过对比不同条件的白光LED光色电参数,最终我们可以确定,目前探究中最适合的Ce/Y掺杂比例为0.25%,空气气氛下退火可以大幅度提高YAG:Ce³⁺-Al₂O₃共晶陶瓷在LED光色电方面的性能,共晶陶瓷片厚度的降低可以提高此种白光LED的显色指数和使其色坐标色温更接近纯白色,所以,在尽量降低生产成本的情况下,Ce/Y=0.25%、厚度为0.4mm、拉晶速率为20mm/h退火后的YAG:Ce³⁺-Al₂O₃共晶陶瓷更适合生产白光LED器件。