CN107937838A - 一种新型led陶瓷散热材料 - Google Patents

Abstract

一种新型LED陶瓷散热材料，属于LED技术领域。包括以下重量份的各组份制备而成：氧化铝粉40‑70份、氮化铝5‑15份、氢氧化铝6‑9份、氧化铁黑1‑3份、陶瓷粉末25‑55份、金属银粉末10‑25份、金属镁粉末5‑15份、高岭土2‑8份、石墨5‑8份、碳纤维5‑8份、碳化硅2‑10份、碳纳米管8‑10份。本发明制备得到的散热材料结构致密，色泽明亮，质轻坚固，热稳定性好，经久耐用，高效持久的散热能力有效的保护LED灯具，大大延长灯具的使用寿命。

Description

一种新型LED陶瓷散热材料

技术领域

本发明涉及一种散热材料，尤其是一种新型LED陶瓷散热材料，属于LED技术领域。

背景技术

LED灯具，全称发光二极管灯具，是指能透光、分配和改变LED光源光分布的器具。发光二极管灯具以其高效、节能、长寿、小巧等技术特点，有力地拉动环保节能产业的高速发展。由于LED的光发生特性，其在照明装置时的能量输入只有20％被转化为光能，而剩余的80％则被转化为结部分的热能，从而增加了内部的温度。LED发光产品，尤其是LED灯板存在极大的散热问题，很多时候由于热量过高会造成线路烧伤等问题，这样就会对LED产品的使用造成严重的影响。一直以来，散热不良会导致电源损坏、光衰加快、寿命减短等问题，始终是LED照明系统性能提升的重中之重。传统的三种用于LED散热器的材料，包括铝材、塑料和陶瓷，三者各有优劣，但依然无法同时满足LED散热器材料所需的绝缘性好、膨胀系数低、导热系数大、散热效果好、质轻和机械性能好的优点。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种新型LED陶瓷散热材料。

本发明的技术方案是：一种新型LED陶瓷散热材料，其特征是，包括以下重量份的各组份制备而成：氧化铝粉40-70份、氮化铝5-15份、氢氧化铝6-9份、氧化铁黑1-3份、陶瓷粉末25-55份、金属银粉末10-25份、金属镁粉末5-15份、高岭土2-8份、石墨5-8份、碳纤维5-8份、碳化硅2-10份、碳纳米管8-10份。

所述碳纳米管的管径为1-15nm。

所述陶瓷粉末为纳米陶瓷粉末。

所述碳纤维为纳米碳纤维。

本发明中添加纳米陶瓷粉末，陶瓷热容量小，本身不蓄热，直接散热，不会像金属散热片一样形成“热阶梯”，影响散热；陶瓷本身微孔洞的结构，极大地增加了与空气接触的散热面积，大大增强了散热效果，同比条件，在自然对流状态下，散热效果比超铜、铝，密闭环境下，主动辐射散热能力8.8倍与金属材料，散热优势更加明显；陶瓷本身绝缘、耐高温、抗氧化、耐酸碱、耐冷热冲击、热膨胀系数低，保证了在高低温环境或者其他恶劣环境下陶瓷散热片的稳定性；陶瓷可耐大电流、可打高压、可防漏电击穿，没有噪音，不会与MOS等功率管产生耦合寄生电容，并因此简化滤波过程；所需的爬电距离比金属体要求的短，进一步节省了板空间，更利于工程师的设计和电气认证的通过；陶瓷可有效防干扰、抗静电影响，并吸潮、防尘，不影响其效果；陶瓷体积小、重量轻，不占空间，节省用料，节省运费，更有利于产品设计的合理布局；陶瓷属于无机材料，更符合环保趋势。

碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。碳纳米管具有良好的力学性能，CNTs抗拉强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级；它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度约800GPa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。

碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍，重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。碳纳米管具有良好的传热性能，CNTs具有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。

本发明制备得到的散热材料结构致密，色泽明亮，质轻坚固，热稳定性好，经久耐用，高效持久的散热能力有效的保护LED 灯具，大大延长灯具的使用寿命。

具体实施方式

实施例1

一种新型LED陶瓷散热材料，包括以下重量份的各组份制备而成：氧化铝粉40-70份、氮化铝5-15份、氢氧化铝6-9份、氧化铁黑1-3份、陶瓷粉末25-55份、金属银粉末10-25份、金属镁粉末5-15份、高岭土2-8份、石墨5-8份、碳纤维5-8份、碳化硅2-10份、碳纳米管8-10份。

碳纳米管的管径为1-15nm,陶瓷粉末为纳米陶瓷粉末,碳纤维为纳米碳纤维。

实施例2

一种新型LED陶瓷散热材料，包括以下重量份的各组份制备而成：氧化铝粉70份、氮化铝15份、氢氧化铝9份、氧化铁黑3份、陶瓷粉末55份、金属银粉末25份、金属镁粉末15份、高岭土8份、石墨8份、碳纤维8份、碳化硅10份、碳纳米管10份。

碳纳米管的管径为1-15nm,陶瓷粉末为纳米陶瓷粉末,碳纤维为纳米碳纤维。

实施例3

一种新型LED陶瓷散热材料，包括以下重量份的各组份制备而成：氧化铝粉40份、氮化铝5份、氢氧化铝6份、氧化铁黑1份、陶瓷粉末25份、金属银粉末15份、金属镁粉末5份、高岭土2份、石墨5份、碳纤维5份、碳化硅2份、碳纳米管8份。

碳纳米管的管径为1-15nm,陶瓷粉末为纳米陶瓷粉末,碳纤维为纳米碳纤维。

Claims (4)

1.一种新型LED陶瓷散热材料，其特征是，包括以下重量份的各组份制备而成：氧化铝粉40-70份、氮化铝5-15份、氢氧化铝6-9份、氧化铁黑1-3份、陶瓷粉末25-55份、金属银粉末10-25份、金属镁粉末5-15份、高岭土2-8份、石墨5-8份、碳纤维5-8份、碳化硅2-10份、碳纳米管8-10份。

2.根据权利要求1所述的一种新型LED陶瓷散热材料，其特征是，所述碳纳米管的管径为1-15nm。

3.根据权利要求1所述的一种新型LED陶瓷散热材料，其特征是，所述陶瓷粉末为纳米陶瓷粉末。

4.根据权利要求1所述的一种新型LED陶瓷散热材料，其特征是，所述碳纤维为纳米碳纤维。