Молодые сотрудники Дальневосточного федерального университета (ДВФУ, Владивосток) придумали, как значительно быстрее и проще изготавливать энергоэффективные сверхъяркие светодиоды, применяемые в подводных и летательных аппаратах, в автомобилестроении, а также для поисково-спасательных работ, сообщили РИА Новости в Российском научном фонде (РНФ).
В изготовлении высокомощных белых светодиодов для автомобилей, подлодок, туннелей и аэродромов используются керамические формы веществ-преобразователей света - люминофоров.
Белые светодиоды широко используются в повседневной жизни, однако они недостаточно мощные. Их коммерческие варианты содержат люминофоры - преобразователи света на основе алюмоиттриевого граната с добавлением церия. Однако из-за неоднородного нанесения и низкой теплопроводности такие конструкции светятся неоднородным цветом и "выгорают" в процессе использования. При этом для подводных и летательных аппаратов, автомобилестроения, поисково-спасательных работ необходимы не столько энергоэффективные, сколько сверхъяркие белые светодиоды.
Люминофоры в таких устройствах должны быть термически стойкими, компактными и долговечными, а их состав и форма не должны вредить окружающей среде в процессе эксплуатации и последующей утилизации. Одна из передовых форм люминофоров - керамическая. Она изготавливается при достаточно высоких температурах спекания, а сам процесс занимает много времени.
Коллектив молодых сотрудников ДВФУ создал люминофор на основе керамики оптического качества. При этом авторы оптимизировали ее состав, предложили инновационный способ спекания исходных компонентов и научились регулировать микроструктуру конечного материала.
В новой работе ученые предложили новый подход, который позволяет получать такие материалы при температурах на 20% ниже обычных и сокращать общую продолжительность процесса в 10-20 раз. Авторы отработали свой метод, используя в качестве сырья широкодоступные коммерческие порошки. При этом они формировали материал с контролируемой мелкозернистой структурой, а его эффективность свечения была выше, чем у известных аналогов, превысив рекордные 80%. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в международном научном журнале Journal of Advanced Ceramics.
"Сейчас мы заняты производством серийных опытных образцов и макетов осветительных устройств на их основе. В дальнейшем мы планируем перейти на этап опытно-конструкторских и технологических работ с привлечением индустриальных партнеров",
- рассказал руководитель проекта, кандидат технических наук, профессор ДВФУ, директор научно-образовательного центра "Передовые керамические материалы" Денис Косьянов.