厦门凯纳光亚展展出石墨烯碳塑合金散热方案,关注度火爆

当石墨烯应用在LED 散热领域,会碰撞出什么样的火花?在一周前的光亚展上,我们发现在10.2号馆有个展位所展出的各种非铝合金散热器,吸引了众多海内外参展人士的关注,现场观众络绎不绝,成今年光亚展最火爆的展台之一。

厦门凯纳展台火爆现场

凯纳工作人员被海内外观众包围

海外人士争相了解

据现场工作人员介绍,这些散热器都是基于一种新型材料——“碳塑合金”所开发,碳塑合金是由石墨烯和高分子材料复合而成的一种新型超高导热复合材料,是厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司基于其独创的第六代物理机械剥离法石墨烯核心技术自主研发而成。

据了解,石墨烯是一种由碳原子以SP2杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的二维纳米材料。2004年曼彻斯特大学安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖诺夫首次发现石墨烯。2010年10月,他们因在石墨烯材料的卓越研究成果,共同获得诺贝尔物理学奖。作为一种高性能的战略前沿材料,石墨烯被列入我国《中国制造2025》的发展名录中。石墨烯的导热系数高达5300W/m·K,远远大于传统的金属散热材料如铜(约400W/m·K)和铝(约240W/m·K)。超高的热导率和其他方面的优异性质,使石墨烯成为极具潜力的下一代的散热和热管理材料,在大功率LED照明领域有着广泛的应用。

厦门凯纳早于石墨烯获诺奖前5个月就已注册成立,不仅是国内最早成立的石墨烯企业之一,还是专业从事石墨烯研发、生产及销售的国家高新技术企业,其凭借独创的、领先行业的第六代物理机械剥离法石墨烯核心技术,把KNG石墨烯的成本大幅降低,成为物理法制备石墨烯的领军企业。

经过多年的沉淀和发展,厦门凯纳形成了“一个硬核技术两个优势应用”的业务格局:以石墨烯制备为硬核技术,在导热市场应用方面,开发出高导热碳塑合金,以LED散热为第一个突破口,导出石墨烯热管理应用;在导电市场应用方面,开发出高性能的锂电池石墨烯导电剂,导出石墨烯的新能源应用。

那么,采用碳塑合金生产的散热器相比市面上传统的铝合金散热器有哪些特点呢?

我们从厦门凯纳碳塑合金项目负责人蔡清山处了解到,金属材料特别是铝合金仍然是至今使用最广泛的散热材料,其散热方式主要是利用较高的导热系数将发热体热量导出,通过空气对流交换作用再将热量散出。其主要优点是:机械强度高、韧性好、导热性能好,但其致命的弱点也很突出:密度大,易腐蚀,成型性一般,能耗高,导热性能不可调,热辐射性能低,在广泛用于复杂结构散热器存在加工过程繁琐的问题,致使成本较高,因而逐渐被新型导热高分子材料所代替。

蔡清山介绍,国外对导热高分子材料的研究大约起源于20世纪80年代(国内从20世纪末才开始有相关研究的报道),20世纪90年代以来,世界上建立了导热高分子复合材料热导系数推测的数学模型研究工作,取得了很大进展,从而推动了热导性高分子材料制造技术与应用的快速发展。美国、德国、日本等国起步较早,发展较快,已向市场推出多个品种,并在多个领域(如LED、汽车或电子行业等)逐步取代常用的铝及其合金,但因局限于不够高的导热系数(目前国际上普遍只能做到5w/m.k以下,且成本超高),在发热量大的一些领域(如商业照明,户外照明等大功率LED照明)应用受到局限,而碳塑合金具有超高的导热系数(目前可在30w/m.k以内调节),高达0.85以上的热辐射系数远高于铝合金,同等结构和大小的碳塑合金散热器散热性能和铝合金相当,能很好的取代铝及其合金。

同等结构和大小,碳塑合金散热器和铝合金散热器对比

蔡清山还表示,碳塑合金具有材料成本低,采用注塑一次成型无需二次加工,同时重量比铝合金轻40%以上的特点,能给用户带来极大的经济价值。此外,碳塑合金超强的耐腐蚀性能,经过2016小时的盐雾曝光(50g/l盐水浓度,35°,饱和空气温度47°[GB/T 10125-2012]),其散热性能未发生任何变化,使得碳塑合金散热器不再需要像铝合金进行昂贵的喷漆、电镀或阳极氧化二次加工处理而实现在恶劣环境中更好的稳定性。

据悉,厦门凯纳自2018年推出碳塑合金材料第一代产品以来,以LED散热作为第一个突破口,已在商业照明(射灯、筒灯、轨道灯等)、工程类照明(路灯、工矿灯、投光灯、一体路灯外壳等)、车灯等应用取得重大进展。目前,第二代超高强度碳塑合金材料技术已经成熟,产品形成通用型和增强型两大系列,在LED、电子电器、通讯设备、工业控制等领域正兴起“以塑代铝”的潮流趋势。

采用通用型碳塑合金材料开发的UFO工矿灯散热器

采用通用型碳塑合金开发的路灯模组系列散热器

采用通用型碳塑合金材料开发的商照系列散热器和电源外壳

 

 

来源:厦门凯纳

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