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半透明氧化铝陶瓷在新兴光源领域中的应用

来源:     作者:     时间 :2018-05-10 11:03:00

一、项目介绍

      

半透明氧化铝陶瓷泡壳及成品灯 LED 用半透明氧化铝陶瓷基片及组装成品灯半透明氧化铝陶瓷具有高强度、优异的耐化学腐蚀性、良好的透光性、较高的导热性等优点,在新兴光源领域得到了广泛的应用。目前,该类陶瓷产品主要应用于陶瓷金属卤化物灯、LED光源产品及高端集成电路基片。

1)金属卤化物灯是高强度气体放电灯之一,是大面积照明和特种场合照明的主要光源。广泛应用于商场、体育场馆、展览馆和娱乐场所等对显色性要求高的场所。早期的金属卤化物灯的灯管采用石英玻璃。采用透光性耐高温耐腐蚀的多晶氧化铝陶瓷材料以替代石英管,可以提高电弧管的工作温度,从而改善灯的各项性能,如其光效率高(8590lm/w)、高显色性(>90)、寿命长(10000h)

2LED光源产品是一种新兴高效节能产品,其光效率高可达到85100lm/w。但是LED发光体在长期使用过程中会产生大量的热量,这些热量会积聚在发光体中,严重影响LED灯的发光性能及寿命。目前平板状LED 灯均采用普通95氧化铝基片作为散热体;但当球泡状LED发光体取代传统白炽灯中钨丝时,从散热效率及基片透光性角度,采用半透明氧化铝基片(热导率可达到38w/k.m)可保证LED灯的各项使用性能。此外,高性能透明氧化铝基片在高端集成电路中也有较为广泛的应用。

二、技术指标

1)半透明氧化铝陶瓷泡壳技术指标:

1.透光率(%):>96

2.直线透过率(%):>30

3.曲折强度(Mpa)370

4.密度(g/cm3)3.99

5.子晶粒径(μm)20~30

6.气泡含有率:陶瓷管壳中的气泡体积不能超过总体积的0.1%

2)半透明氧化铝陶瓷基片性能

   介电常数 9.5~10

   热胀系数(%C-1)8×10-6

   曲折强度(Mpa)400

   热导率(25)(w/m. ℃):38

   密度(g/cm3)3.99

介电损耗 tanη=10-4 (1MHz)

三、投资概算

半透明氧化铝陶瓷产品投资规模约为500万元,其中生产设备约为200万元,300万元可作流动资金。生产设备包括低温素烧窑(10万元每座,使用1350度,电能)、高温氢气烧结窑(80万元每座,包括窑具,使用温度1850度,电能)、各种成型设备(约30万元)、各种辅助设备(约20万元)。

四、市场需求

陶瓷金属卤化物灯是近十年来出现的新型现代电光源产品,主要在以下几个方面有应用:

1)在商业展示照明中的应用

高光效、低热辐射、恒定的色温和出色的显色性能,使陶瓷金属卤化物灯成为商业展示和间接照明的理想光源。一些发达国家已将小功率陶瓷金属卤化物灯大量用于商业照明。

2)在道路照明中的应用

目前道路照明中广泛应用的是高压钠灯。陶瓷金属卤化物灯与高压钠灯相比,色温更高,光色更白,显色指数也远高高压钠灯,提高了照明的舒适度。

3)在投影领域的应用

目前在投影仪中广泛使用高压汞灯,采用陶瓷金属卤化物灯后,可显著提高灯具的使用寿命。

半透明氧化铝陶瓷基片主要应用于LED 光源及高端集成电路。


成果单位:景德镇陶瓷大学

 


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