Не алюминием единым...
Все специалисты отрасли знают, что некачественный отвод тепла от светодиодов во время работы ведёт к ускорению процесса деградации и снижению их эффективности. В свою очередь это приводит к сокращению срока службы и снижению экономического эффекта от использования LED-освещения. Традиционно для решения этой проблемы использовались радиаторы из сплавов на основе алюминия - как компромисс между высокой теплопроводностью, низкой ценой и лёгкостью обработки. Но, как и для любого компромисса, теплопроводность остаётся условно высокой - по сравнению с той же медью, цены - условно низкой по сравнению с пластиками, обработка - условно лёгкой по сравнению с ними же. Для промышленных светодиодных светильников такое решение до сих пор остаётся оправданным в силу особенностей конструкции и повышенных эксплуатационных требований. Металлы обеспечивают необходимую устойчивость приборов к внешним воздействиям и длительный срок службы, взамен предлагая более высокую цену.
А теперь посмотрим на бытовые LED-лампы. Само собой разумеется, что применение металлов в них с технологической точки зрения вполне оправдано. И многие вспомнят первые образцы светодиодных ламп с громоздкими алюминиевыми радиаторами самых причудливых форм. По мере развития методов производства и материалов КПД источников света рос, лампы становились всё более компактными, но проблема теплоотвода полностью так никуда и не исчезла. Многие специалисты полагают, что образующийся излишек тепла пагубно сказывается в первую очередь на встроенных блоках питания. И срок службы вместо фантастических 50 тысяч часов превращался… в 5 тысяч? Конечно, можно вновь вернуться к алюминию с его вычурными рёбрами и сложной обработкой на ещё более сложных станках. Но, положа руку на сердце, многие ли станут покупать домой светодиодные лампочки, если вместо нынешних 150-200 рублей они снова станут стоить 300-400? Думаю, что нет.
Разработки в направлении создания теплопроводящих композитов на основе полимеров велись уже достаточно давно. Но только в последние годы здесь удалось достичь значительных успехов. В настоящее время коммерчески доступны составы, сочетающие в себе хорошие эксплуатационные качества пластиков, их диэлектрические свойства, лёгкость и низкую стоимость со значительно более высокой теплопроводностью, свойственной металлам. Не будем забыть и про возможность использования литья и 3D-печати для создания сложных форм из полимерных материалов, а также окрашивания их в массе.
Например, предлагаемый компанией A.A.C. Polymer (что особенно приятно – это российская компания) ПЭТК-15/300 в специально ориентированном исполнении имеет коэффициент теплопроводности в 30 раз выше, чем типичный полиамид. Конечно, до алюминия в этом вопросе ему по-прежнему далеко (его теплопроводность выше таковой у полиамида примерно в 700 раз), но начало положено. Кстати, некоторые разработки компании уже используются в серийных изделиях.
В настоящее время мировой рынок теплопроводящих композиционных материалов оценивается в 2.1 млрд. долларов с перспективой роста до 11 млрд. в течение ближайших трёх лет. Возможно, тем из наших посетителей, кто ищет новые направления для инвестиций, стоит присмотреться и к этой области.