CN109237430A - 一种车灯用散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车灯用散热器，属于散热器技术领域。它包括散热基座和散热翅片或散热翅柱，散热基座的外表面和散热翅片或散热翅柱的外表面均涂覆有石墨烯涂层，石墨烯涂层的厚度为10‑60μm。本发明可以显著提高散热器的散热效果，且制造工艺简单易行、制造成本低，适合大范围推广使用。
Description
技术领域
本发明属于散热器技术领域，涉及一种散热器，尤其是一种车灯用散热器。
背景技术
随着车灯技术的发展，LED在车灯中的应用越来越广泛，尤其是近些年，伴随大功率LED在前照灯中的应用，LED的散热问题也逐渐被重视，研究LED散热结构势在必行。LED车灯所用LED芯片必须具备大功率、高效率、高可靠性，电学、光学参数稳定性与一致性要高。同时，有关研究表明，大功率的LED模组，结温的升高会导致发光波长漂移、出光率下降、荧光粉加速老化以及使用寿命减少等一系列问题。因此，散热问题是LED车灯在设计过程中非常重要的一个部分。汽车车灯工作环境温度较高，且灯具内部小、密封性与抗震性、稳定性要求高，如何通过有效的散热方式，让LED车灯正常运作，成为设计面临的关键挑战。
石墨烯作为当前已知导热系数最高的材料，其理论导热系数达5300W/(m·K)，导热性能优良，是一种很好的导热材料，不仅如此，石墨烯也是一种高辐射率的材料。因此，石墨烯具有高导热率和高辐射率这两大特点，再结合热能传递的三种方式，可知将其涂覆在散热器表面，能显著提高散热器的散热效果。
发明内容
为解决目前车灯用大功率LED散热器散热难，散热效果不佳，不能很好地满足实际需求的问题，利用石墨烯材料的高导热率、高辐射率和导热性能优异特点，本发明提供一种提高LED的散热性能的车灯用散热器。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种车灯用散热器，它包括散热基座和散热翅片或散热翅柱，散热基座的外表面和散热翅片或散热翅柱的外表面均涂覆有石墨烯涂层，石墨烯涂层的厚度为10-60μm。
进一步地，石墨烯涂层的厚度为10-30μm。
进一步地，散热基座和散热翅片或散热翅柱的材质为金属铝或多种金属制成的铝合金材料。
进一步地，石墨烯涂层采用水性或油性的石墨烯溶剂，该石墨烯溶剂完全覆盖在除内表面以外的整个散热器的外表面。
进一步地，石墨烯溶剂在室温下采用水性或油性的石墨烯溶剂喷涂，或者采用粉末静电法喷涂，并将其放于高温烘箱内进行固化干燥成膜。
有益效果：
1.本发明的散热器在其外表面涂有一层石墨烯涂层，将石墨烯涂层的厚度控制在一定的范围内，可以使散热器的散热性能得到较大的提高，且制造工艺简单易行、制造成本低，适合大范围推广使用。
2.本发明的散热器在由金属铝或多种金属制成的铝合金材料制成的散热基座和散热翅片或散热翅柱的外表面涂覆一层散热性能优异的石墨烯涂层，可使车灯用大功率LED散热器的散热性能得到显著增强。
附图说明
图1为本发明的具有石墨烯涂层的车灯用LED翅片式散热器的整体结构示意图；
图2为本发明的具有石墨烯涂层的车灯用LED翅柱式散热器的整体结构示意图；
图3为本发明实施例1的LED温度变化曲线图；
图中：1-散热基座，2-散热翅片，3-散热翅柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对一步说明。
本发明提供了一种具有石墨烯涂层的车灯用LED翅片式散热器，如图1所示，它包括散热基座1和散热翅片2，散热翅片2均匀分布在散热基座1的方形底面上，在散热基座1的外表面和散热翅片2的外表面均涂覆有石墨烯涂层，石墨烯涂层采用水性或油性的石墨烯溶剂，石墨烯溶剂完全覆盖在除内表面以外的整个散热器的外表面，石墨烯涂层的厚度为10-60μm。
本发明还提供了一种具有石墨烯涂层的车灯用LED翅柱式散热器，如图2所示，它包括散热基座1和散热翅柱3，散热翅柱3均匀分布在散热基座1的方形底面上，在散热基座1的外表面和散热翅柱3的外表面均涂覆有石墨烯涂层，石墨烯涂层采用水性或油性的石墨烯溶剂，石墨烯溶剂完全覆盖在除内表面以外的整个散热器的外表面，石墨烯涂层的厚度为10-60μm。
在上述技术方案的基础上，石墨烯涂层的厚度优选为10-30μm。
在上述技术方案的基础上，散热基座1和散热翅片2或散热翅柱3的材质为金属铝或多种金属制成的铝合金材料。
在上述技术方案的基础上，石墨烯的制备方法主要有晶体外延生长法、化学气相沉积法和化学氧化—还原法，将制备好的石墨烯分散在含有高分子材料的溶剂中制备成石墨烯溶剂，将制备好的石墨烯溶剂在室温下采用水性或油性石墨烯溶剂喷涂，或采用粉末静电法喷涂，并将其放于高温烘箱内进行固化干燥成膜。石墨烯涂层为涂覆后经高温固化处理，使得石墨烯涂层更加稳定，同时提高其散热功能，使用该散热器可以显著提高散热效果，降低LED结温。
实施例1
本实施例一种车灯用LED散热器，包括散热基座1和散热翅片2，散热翅片2均匀分布在散热基座1的方形底面上，在散热基座1的外表面和散热翅片2的外表面均涂覆有石墨烯涂层，石墨烯涂层采用水性的石墨烯溶剂，石墨烯溶剂完全覆盖在整个散热器的外表面。石墨烯涂层的厚度为30μm。
将石墨烯与溶剂混合搅拌，用超声波分散均匀，制备出石墨烯溶剂，用喷涂法将制得的石墨烯溶剂均匀喷涂在铝制散热器上，在高温烘箱中对其进行加热，使其表面的溶剂固化。该散热器与相同参数且用同一块LED基板的不具有石墨烯涂层的散热器的散热效果相比较，测试结果表明，在环境温度70℃，恒压13.5V点亮60min，同一块LED基板，具有石墨烯涂层的散热器达到稳态时，LED结温有效降低5.3℃。
如图3所示，为实施例1的数据扫描结果，图中横坐标为测试时间，纵坐标为LED温度的变化，T1为采用不具有石墨烯涂层散热器的LED温度变化曲线，T2为采用具有石墨烯涂层散热器的LED温度变化曲线。该图表明涂覆有石墨烯涂层的散热器比没有涂覆石墨烯涂层的散热器可明显降低LED的结温，可有效提高散热器的散热性能。
实施例2
本实施例一种车灯用散热器的结构同实施例1，不同之处在于本实施例的石墨烯涂层的厚度为25μm。在散热基座1和散热翅片2的外表面涂覆有石墨烯涂层。
实施例3
本实施例一种车灯用散热器的结构同实施例1，不同之处在于本实施例的石墨烯涂层的厚度为20μm。
实施例4
本实施例一种车灯用散热器的结构同实施例1，不同之处在于本实施例的石墨烯涂层的厚度为15μm。
实施例5
本实施例一种车灯用散热器的结构同实施例1，不同之处在于本实施例的石墨烯涂层的厚度为10μm。
将上述实施例2-5的散热器均与相同参数且用于同一块LED基板的未涂覆石墨烯涂层的散热器的散热效果相比较，实验结果表明，涂覆有石墨烯涂层的散热器能够有效提高散热器的散热性能，散热效果明显。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种车灯用散热器，它包括散热基座(1)和散热翅片(2)或散热翅柱(3)，其特征在于：所述散热基座(1)的外表面和所述散热翅片(2)或所述散热翅柱(3)的外表面均涂覆有石墨烯涂层，所述石墨烯涂层的厚度为10-60μm。
2.根据权利要求1所述的车灯用散热器，其特征在于：所述石墨烯涂层的厚度为10-30μm。
3.根据权利要求1或2所述的车灯用散热器，其特征在于：所述散热基座(1)和所述散热翅片(2)或所述散热翅柱(3)的材质为金属铝或多种金属制成的铝合金材料。
4.根据权利要求3所述的车灯用散热器，其特征在于：所述石墨烯涂层采用水性或油性的石墨烯溶剂，该石墨烯溶剂完全覆盖在除内表面以外的整个散热器的外表面。
5.根据权利要求4所述的车灯用散热器，其特征在于：所述石墨烯溶剂在室温下采用水性或油性的石墨烯溶剂喷涂，或者采用粉末静电法喷涂，并将其放于高温烘箱内进行固化干燥成膜。
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