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LED散热技术再获突破 哈工大团队成功开发镁合金新一代散热材料

发布时间:2015-01-23 10:07:05 来源:中国半导体照明网 尚镁网 查看次数:

  LED具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。但目前LED产业的持续发展仍面临技术挑战,其中LED散热是一个亟待解决的问题!LED灯对散热要求高,有70%的LED灯故障是因散热不及时引起的,LED产生的热量90%是通过传导方式向外扩散。目前影响LED灯寿命的关键即光源品质和整灯散热效果,亟需开发高性能散热材料。

  有研究数据表明,假如LED芯片结温为25度时的发光为100%,那么结温上升至60度时,其发光量就只有90%;结温为100度时就下降到80%;140度就只有70%。可见改善散热,控制结温是十分重要的事。

  传统材料上,铜的热导率最高,是很好的散热材料,但铜的成本高、密度大, 限制了其在散热器上的应用;铝的热导率较高、成本较低,是散热器的主要材料。的热导率虽比铝稍低,也属于良好的导热材料,合金的散热速率显著优于铝合金及铜合金,相对于原来广泛采用的Al合金,合金在LED照明散热材料方面具有广泛的应用前景,正受到国内外的广泛关注。

  


 

  在近日黑龙江省工研院与联盟开展的成果对接会上,展示了由哈尔滨工业大学技术团队研发的适合压铸的高导热压铸合金以及可高速挤压的变形合金,据了解,该项技术作为黑龙江省工研院重点支持项目,并取得多项发明专利,可用于LED筒灯、管灯、泛光灯以及路灯等,在LED灯具散热材料的应用前景很广阔。现阶段已具备了小批量的试生产能力为实现大规模的商业化生产。

 

 

  合金应用于LED照明领域的部件主要是路灯壳体及灯架、灯管型材、筒灯壳体、球泡灯壳体、隧道灯壳体以及LED散热模组等。包括合金压铸件和型材,表面处理采用氟碳喷涂、喷塑和阳极氧化。近年来合金在LED照明产品上的扩大应用已成新趋势,国内已有多家合金加工企业(如山东银光钰源轻金属精密成型有限公司、北京广灵精华科技有限公司、山东华盛荣业有限公司)已经开始批量生产合金LED产品,产品类型也很多样化。其中出口日本、台湾、美国的产品较多,国内的订单也开始多起来。预计LED也将会成为合金新的增长性市场。
 

  合金用于LED的优势在于:

  1.散热性良好。虽然合金的热传导系数不如铝合金,但其热残存值优于铝合金,故其综合散热能力与铝合金相差不多,可有效地将内部热量散发到外面。在外壳和散热部件上使用合金,可使电器外壳做到无散热孔。在导热性方面,纯的热导率为167w/m.k,纯铝常温下的热导率为238w/m.k,可见,合金的导热率为铝合金的约70.1%,而比重约为铝合金的约64.07%,由此可以推断,同等重量的合金导热性能会好于铝合金。合金的散热系数是0.29cm²/s,略高于铝合金的散热系数0.244cm²/s。从合金的角度看,合金AZ31B的导热系数为182.3w/m.k;合金AZ91D为157w/m.k;铝合金A380为100w/m.k,6063型为201W/m.K。

  2.轻量化。为了实现环保节能减排,道路灯杆上的附加配件越来越多,风机扇叶、太阳能板等不断地增加着灯杆的负荷。而采用合金型材制造的上述配件,不仅可以有效地降低承重,减轻负荷,同时也可以最大限度地减轻额外伤害等。

  3.电磁屏蔽性能较好,特别适合于用作发出电磁干扰的电子产品的外壳、外罩,可省去其它材料表面所额外需的电磁屏蔽膜电镀工序;用于LED室内照明产品上,能有效减少电磁对人体的危害,用于LED户外照明产品上,能降低电磁对通讯信号等的影响。

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