通过磁控溅射和热扩散技术在NdFeB磁体表面合金化MgAl,从而显著提高其耐腐蚀性能

《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》:Enhanced corrosion resistance of NdFeB magnets via MgAl surface alloying using magnetron sputtering and thermal diffusion

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials 3

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  Ca3Bi(PO4)3:Eu3+红磷光体通过高温固相法合成,具有优异的热稳定性和红光发射特性(615 nm),其LED光谱与植物光敏受体匹配,显著提升光合效率,白光LED色品指数达90.3,远超商用材料。

  
韩志豪|姜志豪|陶建伟|魏梯群|蒋正林|吕志成|梁阳
福建省功能材料与应用重点实验室,厦门理工学院材料科学与工程学院,中国厦门361024

摘要

为了推进人工光源植物栽培和高效白光发光二极管(LED)的发展,需要一种兼具优异发光稳定性和卓越发光性能的荧光粉。在本研究中,通过高温固态法成功合成了高热稳定性的Ca3Bi(PO4)3 (CBPO): Eu3+红色荧光粉。使用这种荧光粉制造的LED在远红光区域的性能得到了提升。当与商用蓝光和绿光荧光粉结合时,所获得的白光LED具有较高的显色指数(Ra = 90.3)和较低的相关色温(CCT = 4898 K)。在近紫外(n-UV)激发下,CBPO: Eu3+荧光粉在615 nm处表现出明亮的红色发光,最佳掺杂浓度为0.24。在423 K(150°C)的温度下,CBPO: 0.24Eu3+荧光粉的发光强度仍保持室温值的71.9%,显示出良好的发光稳定性。所制备的红色LED具有高色纯度,其光谱特性与植物光敏受体蛋白的吸收特性高度匹配,从而提高了光合作用效率,展现出在植物生长中的巨大应用潜力。所制备的白光LED能够发出明亮的白光,其Ra和R9值分别为90.3和62,远高于商用荧光粉的标准值(Ra = 80和R9 = 30)。我们在实验室进行了植物生长实验,证明这些红色LED能有效补充植物光照并促进其生长。这些结果表明,制备的CBPO: Eu3+红色荧光粉在植物生长照明和白光LED领域具有显著的应用前景。

部分摘录

说明

白光发光二极管(LED)已成为照明技术进步的典范,由于它们具有高效的能效、高亮度、环保性和长寿命,在许多领域得到了广泛应用[1,2]。这类LED在医疗治疗、博物馆展品照明和高端显示器背光等方面发挥了关键作用,展现出显著的应用潜力[3,4]。

原材料和制备方法

通过高温固态法制备了一系列Ca3Bi(PO4)3: xEu3+(CBPO: xEu3+x = 0.21、0.22、0.23、0.24和0.25)荧光粉。初始原料包括CaCO3(99%,Xilong Scientific Co., Ltd.)、Bi2O3(99.99%,Xilong Scientific Co., Ltd.)、NH4H2PO4(99.99%,Xilong Scientific Co., Ltd.)和Eu2O3(99%,Shanghai Aladdin Co., Ltd.)。这些原料按照化学计量比称重后,在玛瑙研钵中充分研磨。

结果与讨论

图1(a)展示了CBPO: xEu3+样品(x = 0、0.22、0.23和0.24)在15°–90°范围内的XRD图谱。每个样品的衍射峰与标准钙铋磷酸盐谱型(PDF #85–2447)非常吻合,未检测到明显杂质,表明其具有优异的宿主晶体结构和最小的Eu3+掺杂引起的晶格破坏[27]。CBPO宿主材料具有立方结构,空间群为I-43d(220),五个主要衍射峰分别为(211)、(310)。

结论

我们通过高温固态法成功制备了具有高发光稳定性的Ca3Bi(PO4)3: Eu3+红色荧光粉。用该荧光粉制造的红色LED在红光区域与植物光敏色素PFR和PR的吸收光谱匹配良好,显色纯度高达98.8%,提供了高效的光质输出。在n-UV芯片激发下,通过与商用(Ba,Sr)2SiO4: Eu荧光粉混合制备的白光LED

CRediT作者贡献声明

韩志豪:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,可视化,监督,软件,资源,方法学,研究,资金获取,数据分析,概念化。姜志豪:验证,项目管理,研究,数据分析。陶建伟:验证,软件,资源,方法学。魏梯群:验证,监督,项目管理,方法学。蒋正林:监督,软件。吕志成:项目

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金项目(NSFC61904156)、福建省科技计划项目(2024N0027)、福建省CAS STS计划(2024T3070)、福建省人力资源和社会保障厅高层次人才资助项目(GBXX2024057)以及福建超科技先进材料有限公司(2023LYF18005)的支持。
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