LED作为一种照明技术作为继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明光源,具有高效、节能、环保,使用寿命长的优势,但是由于散热材料局限于金属材料及部分非金属材料,而中间相沥青基石墨泡沫具有密度低,极高的导热率和良好的孔结构,并能够很容易进行机械加工等,可以作为一种极为优良的LED散热材料。
本项目开发产品的特点:(1)密度低;泡沫石墨的密度在0.4-0.9g/cm3之间,制作成散热器后其密度仍然较低是可以的;(2)加工简单,泡沫石墨具有极好的易加工特性;(3)多孔性,泡沫石墨内部的多孔结构可以使得散热面积很大,有效提高其散热效率;(4)高的辐射系数,石墨材料的辐射系数在0.96-0.98之间,而金属铝与铜的辐射系数较低,辐射系数的提高对于散热器来说是极为有利的。
本项目的研究与开发,将引导国内目前类似材料的发展方向,为实现大功率LED的散热器的研究与开发提供技术积累,并进一步扩大大功率LED及高功率密度电器的市场,提高我国此类产品的国际竞争力奠定基础。
表1 中间相沥青基泡沫炭与其它热管理材料的导热率对比
材料 |
密度(g/cm3) |
导热率 |
比导热率 |
面内(W/m.K) |
面外(W/m.K) |
面内 (W/m.K) |
面外(W/m.K) |
ARA24-中间相沥青基泡沫炭 |
0.57 |
149 |
149 |
261 |
261 |
Conoco-中间相沥青基泡沫炭 |
0.59 |
134 |
134 |
227 |
227 |
二维炭炭复合材料 |
1.88 |
250 |
20 |
132 |
10.6 |
铜 |
8.9 |
400 |
400 |
45 |
45 |
铝 |
2.77 |
150 |
150 |
54 |
54 |
蜂窝铝 |
0.19 |
– |
10 |
– |
52 |
铝泡沫 |
0.5 |
12 |
12 |
24 |
24 |
图1-2 泡沫炭的微观结构照片 |
图3-4 带热管的散热器与普通铝挤型散热器 |