“LED太阳”实在太烫？来点氮化硼降降温

信息来源：本站 | 发布日期： 2021-07-14 07:26:44 | 浏览量：1578500

摘要：

LED之所以会被考虑用于农业，主要是因^人口增长和气候变化导致的。在这几十年间，越来越多的耕地消失，因此人们需要更创新的农业形式来替代这部分流失的生产力，因此“城市农耕(Urban farming)”被正式提出。“城市农耕”主要指的是重新利用已废置的地下隧道或掩体以及…

LED之所以会被考虑用于农业，主要是因^人口增长和气候变化导致的。在这几十年间，越来越多的耕地消失，因此人们需要更创新的农业形式来替代这部分流失的生产力，因此“城市农耕(Urban farming)”被正式提出。

“城市农耕”主要指的是重新利用已废置的地下隧道或掩体以及建筑物的屋顶和墙壁等场所进行种植。然而，植物的生长需要阳光的参与，若没有光，则不能将其转化为化学能以糖的形式储存，再利用这些能量进行生长。除此之外，一部分被吸收的光还可作为环境信号因子，参与调控植物一系列的生长发育行为，如种子的萌发、形态建成、开花和次生代谢产物的合成。

简单来说，光在植物的生长中是必不可缺的，没有光的话“城市农耕”只能成为一个空想。为了补足这一关键要素，LED照明系统就被派上用场，用以替代光源，当光照频率控制得当时，甚至可以优化植物生长，从而产出更多植物、提高良率，并减少有害物质。而且，这种方法还可以调整作物的颜色和味道。UV LED 还可以保护植物免受微生物、孢子和细菌的侵害。

温度太高？氮化硼来帮忙

因为可以代替太阳光，因此LED植物灯被称为室内的“太阳”。不过这个太阳一方面表明了它的作用，另一方面似乎也暗示了它“很热”。虽然LED灯比传统的卤素灯泡效率高得多，但理论上总的电光转换效率只有54%，而且制造工艺中的任何疏漏、材料上的任何缺陷还会造成其能量转换效率的进一步下降，因此在实际应用中大量的电能会以热能的形式释放，导致LED灯成为货真价实的“小太阳”——从长远来看，这会影响 LED灯的寿命。

LED芯片温度超过 140°C时，会大大缩短其寿命

为了让“LED太阳(LED suns)”正常发挥它的作用且尽可能延长其寿命，就需要配套有效的散热管理。而在所有解决方法中，将具有散热均匀、重量轻等特点的导热塑料制备成LED的散热部件，如灯座、冷却散热灯杯和外壳等，是目前最受推崇的方式之一。

由于绝大多数高分子材料本身属于绝热性材料，要得到优良导热性材料，一是制造具有高热导率的聚合物材料（本征型导热高分子）；二是通过共混方法对高分子进行填充改性，形成复合材料，提高聚合物的导热性能。相对而言后者更容易实现，因此是目前主流的做法。

既然选择了制备复合材料来提高塑料的导热性能，那填料的选择就成为了关键。其中六方氮化硼（hBN）填料就非常适合用于导热塑料，具有优良的电绝缘性、极好的化学稳定性以及优良的介电性能，如果保持材料特性，其散热指数高达15 W/m∙K。除了以上外，hBN对热塑性塑料的加工还具有以下几个优势：

①hBN光滑无摩擦，可大大降低了注塑成型和挤压设备的磨损，有效提升设备的使用寿命；

②hBN呈白色，塑料复合材料外观洁白干净，可以提供高水平的光反射；

③hBN密度低，低密度有助于^程度地降低组件重量，可实现制造轻量化的塑料化合物。

另外，hBN可以设计为轻松地重新定向到任何方向，从而可以控制热量散发到垂直或者水平方向。

总结
农业植物补光照明这一特殊应用产业正方兴未艾，结合上物联网还可以增强LED照明系统的控制功能，使得农作物的栽培可以不受到四季光照的限制与影响，降低病虫害的威胁，所以蕴藏的市场潜力相当可观，对于氮化硼而言称得上是一个大好的发展机遇，相关从业者也可多多关注哦！

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