LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。但目前LED產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn),其中LED散熱是一個(gè)亟待解決的問題!LED燈對(duì)散熱要求高,有70%的LED燈故障是因散熱不及時(shí)引起的,LED產(chǎn)生的熱量90%是通過傳導(dǎo)方式向外擴(kuò)散。目前影響LED燈壽命的關(guān)鍵即光源品質(zhì)和整燈散熱效果,亟需開發(fā)高性能散熱材料。
有研究數(shù)據(jù)表明,假如LED芯片結(jié)溫為25度時(shí)的發(fā)光為100%,那么結(jié)溫上升至60度時(shí),其發(fā)光量就只有90%;結(jié)溫為100度時(shí)就下降到80%;140度就只有70%??梢姼纳粕?,控制結(jié)溫是十分重要的事。
傳統(tǒng)材料上,銅的熱導(dǎo)率最高,是很好的散熱材料,但銅的成本高、密度大, 限制了其在散熱器上的應(yīng)用;鋁的熱導(dǎo)率較高、成本較低,是散熱器的主要材料。鎂的熱導(dǎo)率雖比鋁稍低,也屬于良好的導(dǎo)熱材料,鎂合金的散熱速率顯著優(yōu)于鋁合金及銅合金,相對(duì)于原來(lái)廣泛采用的Al合金,鎂合金在LED照明散熱材料方面具有廣泛的應(yīng)用前景,正受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。
在近日黑龍江省工研院與聯(lián)盟開展的成果對(duì)接會(huì)上,展示了由哈爾濱工業(yè)大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的適合壓鑄的高導(dǎo)熱壓鑄鎂合金以及可高速擠壓的變形鎂合金,據(jù)了解,該項(xiàng)技術(shù)作為黑龍江省工研院重點(diǎn)支持項(xiàng)目,并取得多項(xiàng)發(fā)明專利,可用于LED筒燈、管燈、泛光燈以及路燈等,在LED燈具散熱材料的應(yīng)用前景很廣闊?,F(xiàn)階段已具備了小批量的試生產(chǎn)能力為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)。
鎂合金應(yīng)用于LED照明領(lǐng)域的部件主要是路燈殼體及燈架、燈管型材、筒燈殼體、球泡燈殼體、隧道燈殼體以及LED散熱模組等。包括鎂合金壓鑄件和型材,表面處理采用氟碳噴涂、噴塑和陽(yáng)極氧化。近年來(lái)鎂合金在LED照明產(chǎn)品上的擴(kuò)大應(yīng)用已成新趨勢(shì),國(guó)內(nèi)已有多家鎂合金加工企業(yè)(如山東銀光鈺源輕金屬精密成型有限公司、北京廣靈精華科技有限公司、山東華盛榮鎂業(yè)有限公司)已經(jīng)開始批量生產(chǎn)鎂合金LED產(chǎn)品,產(chǎn)品類型也很多樣化。其中出口日本、臺(tái)灣、美國(guó)的產(chǎn)品較多,國(guó)內(nèi)的訂單也開始多起來(lái)。預(yù)計(jì)LED也將會(huì)成為鎂合金新的增長(zhǎng)性市場(chǎng)。
鎂合金用于LED的優(yōu)勢(shì)在于:
1.散熱性良好。雖然鎂合金的熱傳導(dǎo)系數(shù)不如鋁合金,但其熱殘存值優(yōu)于鋁合金,故其綜合散熱能力與鋁合金相差不多,可有效地將內(nèi)部熱量散發(fā)到外面。在外殼和散熱部件上使用鎂合金,可使電器外殼做到無(wú)散熱孔。在導(dǎo)熱性方面,純鎂的熱導(dǎo)率為167w/m.k,純鋁常溫下的熱導(dǎo)率為238w/m.k,可見,鎂合金的導(dǎo)熱率為鋁合金的約70.1%,而比重約為鋁合金的約64.07%,由此可以推斷,同等重量的鎂合金導(dǎo)熱性能會(huì)好于鋁合金。鎂合金的散熱系數(shù)是0.29cm²/s,略高于鋁合金的散熱系數(shù)0.244cm²/s。從合金的角度看,鎂合金AZ31B的導(dǎo)熱系數(shù)為182.3w/m.k;鎂合金AZ91D為157w/m.k;鋁合金A380為100w/m.k,6063型為201W/m.K。
2.輕量化。為了實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能減排,道路燈桿上的附加配件越來(lái)越多,風(fēng)機(jī)扇葉、太陽(yáng)能板等不斷地增加著燈桿的負(fù)荷。而采用鎂合金型材制造的上述配件,不僅可以有效地降低承重,減輕負(fù)荷,同時(shí)也可以最大限度地減輕額外傷害等。
3.電磁屏蔽性能較好,特別適合于用作發(fā)出電磁干擾的電子產(chǎn)品的外殼、外罩,可省去其它材料表面所額外需的電磁屏蔽膜電鍍工序;用于LED室內(nèi)照明產(chǎn)品上,能有效減少電磁對(duì)人體的危害,用于LED戶外照明產(chǎn)品上,能降低電磁對(duì)通訊信號(hào)等的影響。