LED散热材料:导热塑料能否媲美金属和陶瓷?
如果工程塑料能更好的解决散热问题,不仅是在LED领域,在汽车、电子电器、计算机等领域也能带来更轻、更便宜、更节能的产品组件。随着塑料改性技术的发展,新型导热塑料正越来越多地取代普通材料应用于LED灯具的导热部件,其主要包括灯座、冷却散热灯杯和外壳等。目前聚赛龙导热塑料主要有无卤阻燃导热和高性能导热两大类。
CoolPoly导热塑料以工程塑料和通用塑料为基材,如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等。
典型的热传导率范围为1-20 W/m-K,某些品级可以达到 100 W/m-K。这一数值大约是传统塑料的5-100 倍,一般的热传导率只有0.2 W/m-K。这一传导率也与一些金属相当,如不锈钢的热传导率为15 W/m-K,一些铸铝合金的热传导率为 50-100 W/m-K。
与传统材料相比,导热聚合物有较高的耐屈挠性和拉伸刚度,但抗冲击强度较差。主要用于代替一些对制件尺寸有严格要求的微型电子组件、光学组件、机械组件和医用组件的金属或陶瓷制件。当以弹性体为基材时,可用作垫圈、减振器或接触材料。
把塑料成型的简易性与优异的热传导性相结合,可以通过注射成型实现某些金属或陶瓷一样的热传递能力。同时,这一新型材料可以为设计师提供更多的设计自由度,而且制件的重量只有铝制品的一半。利用导热塑料加工可缩短成型周期20%~50%并且其固有的低热膨胀系数可有效减少制件收缩。
是一种导热塑料外壳铝芯的散热器。导热塑料与铝散热芯在注塑机上一次成型,铝散热芯做埋件,需要预先进行机械加工。LED灯珠的热量通过铝散热芯快速传导给导热塑料,导热塑料利用它的多翼形成空气对流散热,利用它的表面辐射部分热量。塑包铝散热器一般利用导热塑料本来的颜色白色和黑色,黑色塑料的塑包铝散热器的辐射散热效果更好一点。导热塑料一种热塑性材料,材料的流动性、密度、韧性、强度都易于注塑成型,具有很好的耐冷热冲击循环特性,绝缘性能优良。导热塑料辐射系数优于普通的金属材料。导热塑料密度比压铸铝和陶瓷小40%,同样形状的散热器,塑包铝的重量可减少将近三分之一;与全铝散热器相比较加工成本低,加工周期短,加工温度低;成品不易碎;客户自备注塑机可进行灯具差异化外形设计生产。塑包铝散热器绝缘性能好,容易通过安规。
在一个渠道里,销售两种品牌的LED产品,“左右互搏”质疑声不断。吴长江回应说,目前国内LED行业的现状就是“乱世”:市场竞争激烈,LED产品鱼龙混杂,上游LED芯片领导热塑料LED灯杯域,还处于国际垄断状态,一些先进技术仍然为欧美、日本等国家所掌握。“雷士照明拥有品牌与渠道优势,而德豪润达在芯片技术方面具有较大优势。德豪润达的LED光源产品通过雷士的渠道进行销售,预期将迎来双品牌LED的销售爆发式增长。”
捏成一个拳头,出击才能更加凶猛:雷士照明与德豪润达新推出的联合品牌N V CET I看起来正是让两家在终端更“和谐”的做法。据吴长江透露,双方联合品牌N V CET I的LED新品现已完成铺货,前期在江苏和河北两地进行“试点”,效果良好。“现在这种运作模式已经推向全国各区域。导热塑料LED灯杯从目前订单数据和经销商反映情况来看,市场接受程度良好,导热塑料LED灯杯今年有望实现大幅度增长。”没有人会怀疑吴长江对照明行业前景的判断,对渠道的影响力,对市场的开拓能力。唯一的担忧来自于他和德豪润达董事长王冬雷到底是何种关系。
王东雷入主雷士,到底是为吴长江回归雷士照明董事会铺路,还是反客为主,目前尚未可知。问及何时重掌雷士,吴长江说,近期会有消息。
保温材料一般是指导热系数小于或等于0.12的材料。保温材料发展很快,在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料,往往可以起到事半功倍的效果。建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品,一年可节约一吨石油。研发背景:传统的保温隔热材料是以提高气相空隙率,降低导热系数和传导系数为主。纤维类保温材料在使用环境中要使对流传热和辐射传热升高,必须要有较厚的覆层;而型材类无机保温材料要进行拼装施工,存在接缝多、有损美观、防水性差、使用寿命短等缺陷。为此,人们一直在寻求与研究一种能大大提高保温材料隔热反射性能的新型材料。上世纪90年代,美国国家航空航天局(NASA)的科研人员为解决航天飞行器传热控制问题而研发采用的一种新型太空绝热反射瓷层(Therma-Cover),该材料是由一些悬浮于惰性乳胶中的微小陶瓷颗粒构成的,它具有高反射率、高辐射率、低导热系数、低蓄热系数等热工性能,具有卓越的隔热反射功能。这种高科技材料在国外由航天领域推广应用到民,用于建筑和工业设施中,并已出口到我国,用于一些大型工业设施中。但美中不足的是,该材料20美元/kg的昂贵售价实在令国内许多行业望物兴叹,难以承受。由此,国内悄然掀起一股研发隔热保温新材料的热潮,且已率先在国内同行中研制成功具有高效、薄层、隔热节能、装饰防水于一体的新型太空反射绝热涂料。该涂料选用了具有优异耐热、耐候性、耐腐蚀和防水性能的硅丙乳液和水性氟碳乳液为成膜物质,采用被誉为空间时代材料的极细中空陶瓷颗粒为填料,由中空陶粒多组合排列制得的涂膜构成的,它对400~1800nm范围的可见光和近红外区的太阳热进行高反射,同时在涂膜中引入导热系数极低的空气微孔层来隔绝热能的传递。这样通过强化反射太阳热和对流传递的显著阻抗性,能有效地降低辐射传热和对流传热,从而降低物体表面的热平衡温度,可使屋面温度最高降低20℃,室内温度降低5~10℃。产品绝热等级达到R-33.3, 热反射率为89%,导热系数为0.030W/m.K。
石墨烯在中国的研究与发展:
中国在石墨烯研究上具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。
如欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”,设立专项研发计划,拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所,力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。
石墨烯有望在诸多应用领域中成为新一代器件,为了探寻石墨烯更广阔的应用领域,还需继续寻求更为优异的石墨烯制备工艺,使其得到更好的应用。
石墨烯用途是:
石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。
相比之下,如今以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。
所以可以运用在耐火材料,以及新型材料方面