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散热全塑是否快要来到了?

发布时间:2016/7/6 9:40:39

自去年开始,“高分子”、“复合材料”,诸如此类的名词开始充斥人们的眼球,随着光源光电特性的改善及塑料导热系数的逐步提升,LED灯具“全塑”时代还有多远。
  
 经过行业急着调查了解到,当前常用的LED散热器包括金属及铝塑复合两种形式,金属以压铸铝形式最为普遍,而铝塑复合则为通常人们所说的“塑包 铝”。但两种散热形式或因成本问题,或因加工的复杂程度,多少留有一些难题待解。因此,行业里一直也在寻求更为优良的解决方案。
  
  自去年开始,“高分子”、“复合材料”这类名词开始充斥所有LED人的眼球,随着塑料导热系数的全面提升,它似乎也拥有全面进入LED领域的实力。那么,去除金属,抛开塑包铝,转而进入“全塑”时代,能够给所有LED行业的同仁一条全新的绿色通道吗?
  
  室内灯具前景明朗
  
  当前,随着相关塑料导热系数的不断提升,此前只能应用于10W以下室内灯具的导热塑料,目前在诸如100W-200W的室内大功率灯具上面,也能看到它的身影。
  
  “当前在室内灯具领域,采用金属方式制成散热器件的情况已较少看到,以塑包铝或者全塑方案最为普遍。”有业内人士这么表示。  
  “此前我们要求LED焊点温度需保持在65℃以内,现在随着芯片耐热程度的提升,即使超出95℃,芯片也能正常使用。再综合灯具转热比、塑料导热系数 逐步提升等几个方面因素来看,室内灯具已经完全没有必要再使用金属外壳。”  
  记者了解到,两年前导热塑料的应用还仅仅停留在球泡灯领域。但自去年开始,它已开始逐步进入到筒灯、射灯以及PAR灯等室内照明领域。同时,从当前全 球知名照企的生产线上,我们也能获悉,包括飞利浦、欧司朗等国际巨头,它们的室内灯具几乎通通采用全塑或者塑包铝结构,已经没有纯金属的存在。
  
  “从目前来看,室内散热器的‘塑料化’趋势已经非常明显。并且塑包铝的散热结构将会流行一段时间,因为它对于散热器的导散热功能起到一个良好的促进作用,二者的结合是一个非常不错的选择。”  
  “但我相信,塑包铝终究只是一个过渡产品,未来的LED灯具将全面进入到‘全塑’时代。散热的‘塑料化’,将是室内光源类产品的一条必经之路,现在是导热塑料,过不了太久会变为普通塑料,随着时间的推移最终会变为全塑的方案。”  
  户外成为瓶颈?
  
  “在大功率的户外灯具领域,导热塑料暂时还无法达到与之相匹配的适应要求。”某业内技术人员告诉记者,当前市面上绝大多数的户外灯具,外壳依旧以金属作为主导,散热器“塑料化”尚未波及到此领域。
  
  “这主要是由于塑料的材料特性所决定的,它在户外领域的应用存在致命缺陷。”户外灯具不仅仅只考虑材料的散热需求,还需要结合器件本身的 防紫外、抗UV、抗雷击等性能,而塑料制品在 这些极端环境下容易表现出物理疲劳性。因此,此领域的“塑料化”普及,目前还无法施行。
  
  同时,记者也获悉,由于塑料本身为树脂结构,所以它致密度不如金属。通常情况下塑料整体密度最多达到2.0 g/cm?,而即便是质地最轻的铝材,密度也为2.7 g/cm?。所以,对于一些长期处于水下的灯具,或者防水等级要求达到IP68的灯具,塑料也依然无法胜任。
  
  而即便是由于密度的减轻,塑料可大幅度减少灯体重量,但是相较于户外灯具在安全性方面的考量,这点优势也可谓微乎其微。
  
  “我想通过一个数据,供你们研究户外灯具外壳由金属改用塑料的可行性。当前我们采用的金属外壳,平均在每颗LED光源上的成本,约在0.7元人民币左 右。如果改用塑料,它还能再降多少成本。同时,它降下来的成本对我们的意义究竟有多大,这是个值得去深思的问题。”当前金属材料在整体灯具的成本占比已达到一个非常低的平均值,因此户外灯具企业如果考虑使用塑料,会对投入及回报比进行一个慎重的权 衡。
  
  “我们是做户外大功率散热器的,当前导热塑料在低功率产品的应用上没有任何问题,但如果应用到100w以上的户外大功率产品时,其本身的导热系数会存 在一些问题,此外还容易引起光源老化,因此目前几乎无人使用。”某个做散热器的公司技术人员说,对于未来趋势而言,导热塑料的导热系数还需 要进一步得以提升,因为当前大功率金属热管导热系数已经达到一个相当高的系数,塑料制品还需要在此方面做到相应的匹配。
  
  未来发展趋势
  
  “从目前市场情况来看,导热塑料在改性方面,已取得长足的进步。两三年以前,导热系数只有6W/m.K左右,现在可以做到20-30W/m.K,下一步待技术继续升级优化后,会达到更好的效果。”记者了解到,业内仍看好未来塑料行业的发展前景。
  
  “除此之外,随着光源本身热阻的降低,光源发热量的随之降低,这也给予了塑料材质去占领这个市场的机会。”但结合实际情况而言,这还有待于时间的检验。
  
  “实际上,我认为将来在室内散热领域走向全塑时代已经不成任何问题。而在户外大功率领域,在解决基础材料特性后,塑料也是大有可为。同时,从节能环保 的角度来看,制造金属器件的过程本身就是在浪费大量的能源,与我们做LED灯具节能省电之目的,是相违背的。”因此无论从安全性、可靠性等方 面,塑料都将成为未来趋势,尤其在室内照明方面。
  
  “当前,整个LED市场最大的变化便在于光源技术的突飞猛进,此前的LED量产光源光效最多达到100lm/w。这预示1w的电能,只有30%-40%转化为光能,其余的60%变为热能。因此,这个热能需要借助散热塑料或者金属把它及时散掉。”  
  “但是随着LED光源技术的快速发展,明后两年,当250lm/w的LED光源适时推出的时候,LED灯具成品将会做到60%电能变成光,40%变成 热。甚至,这个比例还会有进一步的倾斜。”董沛提到,在光电特性上做出这样的相应调整之后,LED灯具的散热就变得无关紧要,而此时便是“全塑”时代真正 来临的时刻。
  “总而言之,随着光源光电特性以及塑料导热系数的逐步提升,在当前LED材料界,肯定有利于塑料散热器的进一步应用,其前景非常光明。而且对于LED行业而言,塑料在汽车领域的应用便是一个典型例子,值得广大LED业界同仁去借鉴以及学习。”

目前国内已经有公司投入到例如石墨烯导热塑料的研究当中,无锡康烯塑料科技有限公司就是其中的一家,我们正在这方面进行合作和开发。

 
 
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