一、什么是LED發(fā)光器件

   半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）是一種常用的發(fā)光器件，通過電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光，高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能。在現(xiàn)代社會上具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫(yī)療器件領(lǐng)域等，其中在照明領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛。

   半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）在電能轉(zhuǎn)化為光能的工作期間會產(chǎn)生熱量，其多少取決于整體的發(fā)光效率。在外加電能量的作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)生電致發(fā)光，在PN結(jié)附近輻射出來的光還需經(jīng)過芯片本身的半導(dǎo)體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達(dá)外界（空氣）。綜合電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化熱能。

   與傳統(tǒng)光源一樣，半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）在電能轉(zhuǎn)化為光能的工作期間會產(chǎn)生熱量，其多少取決于整體的發(fā)光效率。在外加電能量的作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)生電致發(fā)光，在PN結(jié)附近輻射出來的光還需經(jīng)過芯片本身的半導(dǎo)體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才能抵達(dá)外界（空氣）。綜合電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其余60-70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化熱能。

二、LED散熱結(jié)構(gòu)對散熱的影響

   LED光源打造的LED燈具，主要由LED、散熱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、透鏡組成。一般來說，LED燈工作是否穩(wěn)定，品質(zhì)好壞，與燈體本身散熱至關(guān)重要，市場上的高亮度LED燈的散熱，常常采用自然散熱，但效果并不理想，因此散熱是一個(gè)重要的部分，如果LED不能很好散熱、它的壽命也會受影響。

   影響LED燈具散熱的結(jié)構(gòu)器件有藍(lán)寶石（Sapphire）襯底材料、LED芯片（chip）和散熱器等。藍(lán)寶石襯底材料極低的熱導(dǎo)率導(dǎo)致器件熱阻增加，產(chǎn)生嚴(yán)重的自加熱效應(yīng)，對器件的性能和可靠性產(chǎn)生毀滅性的影響；熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi)，芯片溫度升高，引起熱應(yīng)力的非均勻分布、芯片發(fā)光效率和螢光粉激射效率下降，當(dāng)溫度超過一定值時(shí)，器件失效率呈指數(shù)規(guī)律增加。統(tǒng)計(jì)資料表明，元件溫度每上升2℃，可靠性下降10%。當(dāng)多個(gè)LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時(shí)，熱量的耗散問題更重。解決熱量管理問題已成為高亮度LED應(yīng)用的先決條件。

   減少熱量耗散，提高功率LED的亮度最直接的方法是增大輸入功率，而為了防止有源層的飽和必須相應(yīng)地增大p-n結(jié)的尺寸，增大輸入功率必然使結(jié)溫升高，進(jìn)而使量子效率降低。單管功率的提高取決于器件將熱量從p-n結(jié)導(dǎo)出的能力，在保持現(xiàn)有芯片材料、結(jié)構(gòu)、封裝工藝、芯片上電流密度不變及等同的散熱條件下，單獨(dú)增加芯片的尺寸，又會導(dǎo)致結(jié)區(qū)溫度將不斷上升。

三、常見的散熱器散熱方式

   一般說來，依照從散熱器帶走熱量的方式，可以將散熱器分為主動(dòng)式散熱和被動(dòng)式散熱。所謂的被動(dòng)式散熱，是指通過散熱片將熱源LED光源熱量自然散發(fā)到空氣中，其散熱的效果與散熱片大小成正比。 主動(dòng)式散熱是通過系統(tǒng)以外的一些設(shè)計(jì)，將LED照明過程產(chǎn)生的熱能分散出去。主動(dòng)散熱又可以分為風(fēng)冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導(dǎo)體制冷、化學(xué)制冷等等。

   風(fēng)冷散熱是最常見的LED散熱方式，散熱器材料主要是鋁材和銅材料，一般是做成鰭片狀，以增加其散熱面積。這種散熱器主要依賴熱傳導(dǎo)和空氣對流進(jìn)行散熱，通過加大散熱面積增大空氣流量來提高散熱的效率。但是這種方式提高散熱效果的程度有限，會受環(huán)境溫度和空氣流速的影響。

四、新型散熱涂料—WJ-5076石墨烯散熱涂料

   眾所周知，熱量的傳導(dǎo)有三種方式：熱傳導(dǎo)、對流、輻射。如果金屬散熱器表面再涂覆一層輻射涂料，可以實(shí)現(xiàn)對流+輻射協(xié)同作用，可大大提高散熱的效率，不受環(huán)境溫度和空氣流速的影響，在性能方面會帶來質(zhì)的飛躍。石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，在常見材料中熱輻射效能最高，可以將大量的熱量轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外輻射出去，應(yīng)用在散熱器中可以提高導(dǎo)熱效率和散熱效率，非常適合用于散熱涂料。然而傳統(tǒng)的石墨烯散熱涂料采用有機(jī)樹脂成膜，在高溫高紫外環(huán)境下容易分解、老化，甚至燒焦或者燃燒，而且有機(jī)樹脂導(dǎo)熱系數(shù)低，大大降低了石墨烯涂料的散熱效率和使用壽命。

   本產(chǎn)品涂裝薄，形成的涂膜穩(wěn)定性好，可在300℃以上的環(huán)境中長期使用而不發(fā)生脫落、黃變、開裂等現(xiàn)象。本涂料中添加的石墨烯提高了涂膜的紅外熱輻射效果，也改善了部件涂裝后的散熱性能，更使得部件的耐腐蝕、耐高溫等性能有了顯著提升。可以應(yīng)用于家電、暖通、工業(yè)設(shè)備的散熱部件，如LED燈具散熱器、空調(diào)散熱器、采暖系統(tǒng)散熱器、家電散熱器、熱交換設(shè)備散熱器等，可以涵蓋不銹鋼、鋁材、碳鋼、陶瓷、銅等基材，大大擴(kuò)展了石墨烯在散熱領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。