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(lǐng)自己的學術(shù)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(yīng)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(guān)：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(guān)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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)。