碳納米管在大功率LED燈具中的散熱模擬

黃海波,王元樟,李愛玉,程再軍,劉正達

(1.廈門理工學院光電與通信工程學院，福建 廈門 361024；2.廈門信達光電科技有限公司，福建 廈門 361009)

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碳納米管在大功率LED燈具中的散熱模擬

黃海波1,王元樟1,李愛玉1,程再軍1,劉正達2

(1.廈門理工學院光電與通信工程學院，福建 廈門 361024；2.廈門信達光電科技有限公司，福建 廈門 361009)

用基于有限元方法的FloEFD軟件，對碳納米管在大功率發光二極管(LED)熱管理中的應用進行模擬.建立起一個多壁碳納米管陣列熱傳導的簡化模型，據此模型對多壁碳納米管陣列的等效熱導率進行了計算.通過對采用不同熱界面材料后LED燈具的穩態溫度場分布的比較，發現碳納米管陣列能大大提高燈具的熱管理性能.模擬結果顯示，采用聚氨酯碳納米管復合材料涂層能大大降低結溫.

發光二極管；熱管理；碳納米管；熱界面材料；聚氨酯

隨著發光二極管(LED)功率的增加，散熱問題成為制約LED性能提高和應用的一個關鍵問題.目前，大功率LED的結溫控制主要通過結構優化和新型材料應用兩種方式.結構優化是指依靠增大散熱面積或優化散熱器形貌、改善對流輻射實現熱管理.這種方法影響最終產品的體積、成本，具有一定的局限性.新型材料的應用是當前LED熱管理的研究重點，其中熱界面材料是整個系統的散熱短板，碳納米管由于其高的導熱性，以及近乎黑體的輻射能力[1]，使得它成為散熱材料的研究熱點.Beber等[2]首先用分子動力學計算發現單根單壁……