復旦開發(fā)紫外LED光源 功率密度趕超世界

　　近日，復旦大學在第16屆中國國際工業(yè)博覽會展出了2臺紫外LED光固化系統(tǒng)，其中一臺的功率密度高達200瓦每平方厘米，由該光源模組擴展的各種定制系統(tǒng)已投入使用。該系列系列大功率紫外LED光固化系統(tǒng)由復旦大學電光源研究所副所長、信息學院光源與照明工程系副系主任張善端副教授近年來帶領自己的學術團隊研制的。復旦開發(fā)的紫外LED芯片已經(jīng)申請兩項專利，其功率密度在全球目前能夠成功應用于市場的產(chǎn)品中是最高的。

　　紫外LED光固化系統(tǒng)與人們的生活密切相關：在印刷行業(yè)，紫外LED可取代中壓汞燈和紫外金鹵燈，其方便開機、關機和調(diào)光的特性可實現(xiàn)大幅節(jié)能，同時LED的冷光源特性還可避免紙張過熱燃燒;在家具行業(yè)，紫外LED光固化可使油漆工藝由十幾道簡化為一到兩道，加工時間由半個月縮短到半天，節(jié)能、節(jié)錢、省工、環(huán)保;在復合木地板行業(yè)，紫外LED光固化可成功地將添加了納米碳化硅、納米陶瓷粉等材料的涂層固化到復合地板的飾面中，生產(chǎn)出高硬度、高耐磨性的復合地板，其耐磨性甚至優(yōu)于鋼鐵，實現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)升級，為行業(yè)注入新的活力……

　　張善端團隊利用氮化鋁導熱率高和絕緣的特性，創(chuàng)造性地提出三明治結構的氮化鋁和銅板集成封裝工藝，電流密度比陶瓷印刷電路板高10倍以上，封裝后紫外LED光源模組的功率密度高達每平方厘米20?200瓦，達到國際先進水平。該紫外線LED光的波長僅365?395納米，目前團隊正與合作企業(yè)定制波長更短的LED光源，還將開發(fā)全波長范圍的LED光固化系統(tǒng)，以全面替代傳統(tǒng)紫外光源。

　　在固化過程中，紫外LED光源比中壓汞燈和紫外金鹵燈有明顯的優(yōu)勢。它具有比傳統(tǒng)紫外光源高1?2倍的輻射效率，10倍以上的壽命，和低溫度。傳統(tǒng)光源表面溫度可達600?800度，在固化過程中易造成燃爆，紫外LED光源的表面溫度僅為90度，在光固化過程中更加安全。

　　與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，張善端團隊研制的紫外LED光源的封裝功率密度大，可以實現(xiàn)許多傳統(tǒng)光源實現(xiàn)不了的功能。例如木地板生產(chǎn)中需要貼木紋紙，傳統(tǒng)光源功率密度小，光線強度不夠，因此如木紋紙這類透過率低的材料無法使用光固化。而大功率紫外LED光源利用強光使粘合劑快干，甚至可以運用在黑色木紋、黑色大理石紋等的黏貼上，全面解決了木地板生產(chǎn)中的光固化運用問題。

　　復旦張善端團隊開發(fā)成功的大功率紫外LED光固化系統(tǒng)正在產(chǎn)業(yè)化，在紫外光固化行業(yè)有廣泛的應用前景。據(jù)悉，今年前9個月，該固化系統(tǒng)銷售額已經(jīng)達到6000多萬元，系統(tǒng)應用于彩色印刷、家具、木地板、光化學合成、光纖拉制等行業(yè)。在家具行業(yè)，紫外LED光固化可使油漆工藝由十幾道簡化為一到兩道，加工時間由半個月縮短到半天，節(jié)能、節(jié)錢、省工、環(huán)保。而在木地板、木塑板及復合地板等高耗電行業(yè)中，與使用傳統(tǒng)的中壓汞燈相比，使用大功率紫外LED光固化系統(tǒng)可以節(jié)能90%以上。在光化學合成行業(yè)，大功率紫外線LED光源將用在醫(yī)藥和石油化工合成中，替代傳統(tǒng)光源。

　　該光固化系統(tǒng)將在裝備的油漆固化方面進行深層應用開發(fā)。如配合車、船等使用的防銹、水性涂料的光固化系統(tǒng)，可以實現(xiàn)涂料快干，未來將重新定義紫外光固化行業(yè)。