Prieš gilindamiesi į UV{0}}LED technologiją, pirmiausia turime išsiaiškinti kelias pagrindines sąvokas, kad užtikrintume, jog kalbame apie tą pačią temą. Taip išvengsite klaidingų aiškinimų ir{2}}kryžminio bendravimo. ČiaUVreiškia UV- kietinamas medžiagas, tokias kaip UV danga, UV dažai ir UV klijai;LEDkonkrečiai reiškia ultravioletinius LED šviesos šaltinius; irUV{0}}LED yra apibrėžiamas kaip"UV medžiagų kietinimas naudojant ultravioletinius LED šviesos šaltinius kaip švitinimo šaltinį".
Kaip visi žinome, įprastas UV dangų kietėjimo šviesos šaltinis yra vidutinio{0}}slėgio ir aukšto{1}}slėgio gyvsidabrio lempa. Pastaraisiais metais dėl energijos taupymo ir aplinkos apsaugos politikos bei sparčios UVLED (ultravioletinių šviesos diodų) technologijos pažangos, kuri padėjo pagrindus pramoninio- masto taikymams, rinka išpopuliarėjo UV-LED naudojimo srityje. Naujos technologijos visada sulaukia didelio dėmesio ir entuziazmo. Tačiau, kaip pramonės praktikai, būtina aiškiai suprasti UV{7}}LED. Čia norėtume pasidalinti savo tyrimų patirtimi UV-LED srityje per pastaruosius dvejus metus.
Šviesos šaltinių pasikeitimas (skirtumai tarp šviesos diodų ir gyvsidabrio lempų bus paaiškinti vėliau) lėmė UV dangų formavimo sistemų transformaciją, taip pat viso dengimo ir kietėjimo procesų revoliuciją. UV-LED sistemos atveju nustatome penkias pagrindines tyrimų kryptis, apimančias techninius ir rinkos aspektus.
UV{0}}šviesos diodų apdorojimo fotonuotraukomis tyrimas
Kaip apibrėžta anksčiau, UV{0}}LED kietėjimas fotonuotraukomis priklauso nuoultravioletinė LED lemputėUV medžiagų kietėjimo šaltiniai. Todėl veiksmingo išgydymo pasiekimas yra pagrindinis visų mokslinių tyrimų tikslas. Kietinant fotonuotraukomis, reikalingi du nepakeičiami komponentai: šviesa (energijos šaltinis) ir UV medžiagos (receptorius). Šviesos šaltinio pakeitimas neišvengiamai sutrikdo visos sistemos pusiausvyrą, o branduolys slypi tarpdalykiniame tyrime ir plėtroje, siekiant suderinti UV dangas su LED šviesos šaltiniais.
Plačiai pripažįstama, kad trumpesni šviesos diodų bangos ilgiai atitinka didesnį energijos lygį ir didesnes sąnaudas. Ir atvirkščiai, fotoiniciatoriai, kuriems reikia mažesnės sužadinimo energijos, pasižymi ilgesniu sugerties bangos ilgiu ir taip pat pasižymi aukštesnėmis kainomis. Tai sukuria sūpynes{2}}panašų ryšį tarp šviesos šaltinių ir iniciatorių. Taigi UV-LED tyrimų ir plėtros iniciatyvų tikslas buvo išplėsti abiejų našumo ribas ir nustatyti optimalią pusiausvyrą tarp LED šviesos šaltinių ir UV medžiagų.
LED šviesos šaltinių sistemų tyrimas
Gyvsidabrio lempos technologija yra labai subrendusi plėtojimo ir taikymo požiūriu ir ilgą laiką buvo laikoma standartiniu šviesos šaltiniu. Priešingai, ultravioletinių LED technologija vis dar tik pradeda vystytis ir gali pasigirti didžiuliu ateities augimo potencialu. Be to, LED pramonės grandinė yra labai plati, apimanti kristalų auginimą, drožlių pjaustymą, lustų pakavimą, šviesos šaltinio modulių integravimą, taip pat maitinimo valdymą ir šilumos išsklaidymo sistemos dizainą. Kiekvienas etapas daro didelę įtaką galutinio produkto -UVLED šviesos šaltinio kokybei. Todėl norint tobulinti visą UV-LED ekosistemą būtina suprasti ir išplėsti šviesos diodų veikimo ribas.
LED šviesos šaltinių ir gyvsidabrio lempų skirtumai (privalumai, trūkumai ir dažnos klaidingos nuomonės apie šviesos diodus)
Norint vyrauti konkurencinėje rinkoje, būtina nuodugniai suprasti tiek savo stipriąsias, tiek konkurentų silpnąsias puses. Kadangi siekiame tradicines gyvsidabrio lempas pakeisti UVLED, labai svarbu iš pradžių palyginti šias dvi technologijas ir išanalizuoti atitinkamus jų pranašumus, trūkumus ir apribojimus.
UV dangos kietėja, nes jų formulėse esantys fotoiniciatoriai sugeria tam tikro bangos ilgio ultravioletinę šviesą, sukurdami laisvuosius radikalus (arba katijonus / anijonus), kurie inicijuoja monomero polimerizaciją. Norėdami iliustruoti šį principą, pirmiausia išnagrinėsime gyvsidabrio lempų ir ultravioletinių šviesos diodų emisijos spektrus.
Ši diagrama yra klasikinis ir dažnai matomas UV šviesos diodų ir gyvsidabrio lempų emisijos spektrų palyginimas. Kaip matyti iš diagramos, gyvsidabrio lempos emisijos spektras yra ištisinis, apimantis nuo ultravioletinių iki infraraudonųjų spindulių. Visų pirma, šviesos intensyvumas yra sutelktas nuo UVB iki trumposios -bangos UVA juostos. Priešingai, šviesos diodo spinduliuotės spektras yra palyginti siauras, o dvi labiausiai paplitusios bangų juostos pasižymi didžiausiu bangų ilgiu ties 365 nm ir 395 nm (įskaitant 385 nm, 395 nm ir 405 nm).
Šiuo metu pirminisUV šviesasu pramoniniu pritaikomumu patenka į UVA juostą, ypač LED šviesos šaltiniai, kurių bangos ilgis yra 365 nm ir 395 nm, kaip parodyta 1 paveiksle. Šiame bangų ilgių diapazone dauguma fotoiniciatorių pasižymi santykinai mažu moliniu išnykimo koeficientu. Todėl UV-LED sistemos paprastai kenčia nuo mažo inicijavimo efektyvumo ir didelio deguonies slopinimo, o tai kenkia paviršiaus kietėjimui.
Pastaba: Daugelio UVLED gamintojų ar LED UV dangų tiekėjų dažnai pateikiami teiginiai apie „puikų LED UV dangų šlifavimą“ yra, griežtai tariant, tiesioginis netinkamo paviršiaus kietėjimo rezultatas. Tikrasis iššūkis yra ne pasiekti gerą šlifavimą, o įgalinti kontroliuojamą šlifavimą-, išlaikyti pusiausvyrą tarp atsparumo dilimui ir lengvo šlifavimo. Be to, kai kurie gamintojai imasi apgaulingų veiksmų: įrengia gyvsidabrio lempą už LED matricos, kur gyvsidabrio lempa iš tikrųjų atlieka dominuojantį kietėjimo vaidmenį.
Be to, atkreipiame dėmesį į tai, kad 365 nm ir 395 nm bangų juostose šviesos diodai skleidžia žymiai didesnį šviesos intensyvumą nei gyvsidabrio lempos, o tai palengvina UV medžiagų kietėjimą giliame{2}}sluoksnyje.
(Pavyzdžiui, daugelyje tradicinių UV kietėjimo sistemų kartu su gyvsidabrio lempomis yra integruota galio lempa (kurios dominuojantis spinduliuotės bangos ilgis yra 415 nm), kad būtų padidintas gilaus sluoksnio kietėjimo efektyvumas.)
Ši klaidinga nuomonė paprastai kyla iš prielaidos, kadtik 30 % gyvsidabrio lempų skleidžiamos šviesos yra ultravioletinė (UV), o UVLED skleidžia 100 % UV šviesos. Tačiau tikrieji sistemos-lygio energijos suvartojimo veiksniai yra fotoelektrinės konversijos efektyvumas ir efektyvus šviesos efektyvumas. Gyvsidabrio lempos iš tikrųjų gali pasigirti dideliu fotoelektrinės konversijos efektyvumu-jų trūkumas yra tas faktas, kad didelę skleidžiamos šviesos dalį sudaro matomi ir infraraudonieji spinduliai, o UV šviesa (vienintelis komponentas, naudingas kietinant UV medžiagas) sudaro tik 30 proc. Priešingai, UVLED turi žymiai mažesnį fotoelektrinės konversijos efektyvumą, šiuo metu svyruoja apie 30 % UVA bangos ilgių (tai apytiksliai atitinka gyvsidabrio lempų UV šviesos efektyvumą).
Pagal energijos tvermės dėsnį likę 70% elektros energijos paverčiama šiluma. Tai paaiškina du pagrindinius šių dviejų technologijų skirtumus:
Šviesos diodai pelnė savo reputaciją kaip „šaltos šviesos šaltiniai“, nes generuojama šiluma išsisklaido iš galinės lempos skydelio dalies, todėl šviesą{0}}skleidžiantis paviršius lieka vėsus liesti. Ir atvirkščiai, gyvsidabrio lempos skleidžia šilumą į priekį per savo atšvaitus ir infraraudonuosius spindulius.
Būtent todėl UVLED šviesos šaltiniams paprastai reikalingos oro-aušinimo sistemos, o didelės-galios UVLED netgi reikalauja vandens-aušinimo įtaisų, kurių dydis gali apdoroti 70 % šviesos šaltinio elektros energijos, kad būtų išsklaidyta lempos galvutė.
Tikrieji energijos taupymo{0} privalumai šviesos diodams kyla dėl dviejų unikalių savybių: momentinio įjungimo / išjungimo ir tikslaus apšvitinimo naudojant optinį dizainą, kuris padidina efektyvų šviesos efektyvumą. Tačiau norint pasinaudoti šiais pranašumais, reikia integruoti su infraraudonųjų spindulių aptikimo ir intelektualiomis valdymo sistemomis{2}}technologijomis, kurioms šiuo metu daugumai rinkoje esančių UV LED įrangos gamintojų trūksta mokslinių tyrimų ir plėtros galimybių.
Ozono susidarymas: jų emisijos spektras apima toli{0}}ultravioletinę šviesą, žemesnę nei 200 nm, kuri išskiria didelius ozono kiekius. (Tai yra pagrindinė aštraus kvapo, apie kurį pranešė gamyklos darbuotojai, eksploatuojantys gyvsidabrio lempų sistemas, priežastis.)
Gyvsidabrio tarša šalinant: gyvsidabrio lempų tarnavimo laikas yra trumpas – tik 800–1000 valandų. Netinkamas panaudotų lempų šalinimas sukelia antrinę gyvsidabrio taršą – ši problema išlieka neišsprendžiama iki šiol.
Ataskaitos rodo, kad energijos, reikalingos kasmet gyvsidabrio atliekoms apdoroti, kiekis prilygsta bendram dviejų Trijų tarpeklių užtvankų gamybos pajėgumams. Dar blogiau, kad šiuo metu nėra jokios perspektyvios technologijos, leidžiančios visiškai pašalinti gyvsidabrį iš atliekų srautų.
UV šviesos diodai yra visiškai be šių problemų. 2017 m. rugpjūčio 16 d. Kinijoje oficialiai įsigaliojus Minamatos konvencijai dėl gyvsidabrio, į oficialią darbotvarkę įtrauktas{3}}gyvsidabrio lempų atsisakymas. Nors konvencijoje numatyta išimtis pramoninėms gyvsidabrio fluorescencinėms lempoms, kai nėra alternatyvų, joje taip pat numatyta, kad pasirašiusios šalys gali siūlyti įtraukti tokius gaminius į ribotą sąrašą, kai tik atsiras tinkamų pakaitalų. Taigi, gyvsidabrio lempų, naudojamų UV kietėjimo taikymuose, visiško etapo{6}}grafikas visiškai priklauso nuo technologinės pažangos ir UV LED sprendimų industrializacijos.
Jis palaiko vietinį tikslumo kietėjimą tokioms programoms kaip 3D spausdinimas.
Sujungus šviesos diodus su skirtingais fotoiniciatoriais, galima tiksliai valdyti kietėjimo laipsnius ir gylius.
Pritaikomos šviesos šaltinio konfigūracijos šviesos diodai pasižymi moduliniu lempos karoliuko dizainu, kuris leidžia lanksčiai reguliuoti ilgį, plotį ir spinduliavimo kampą. Šis universalumas leidžia sukurti taškinius šviesos šaltinius, linijinius šviesos šaltinius ir plotinius šviesos šaltinius, pritaikytus specifiniams įvairių kietėjimo procesų reikalavimams.
UV medžiagos kietėjimo šviesos šaltinio parametrų reikalavimai
Bangos ilgis:365 nm, 395 nm
Apšvita (šviesos intensyvumas, optinės galios tankis): mW/cm²
Bendra energijos dozė: mJ/cm²
Foto kietėjimo procesas negali vykti be trijų pagrindinių parametrų, paminėtų aukščiau: bangos ilgio, šviesos intensyvumo ir bendros energijos dozės. Bangos ilgis lemia, ar galima aktyvuoti fotoiniciatorius; šviesos intensyvumas lemia UV inicijavimo efektyvumą ir tiesiogiai veikia paviršiaus kietėjimą (atsparumas deguonies slopinimui) ir gilaus kietėjimo efektyvumą; o bendra energijos dozė užtikrina kruopštų medžiagos sukietėjimą.
Palyginti su gyvsidabrio lempomis, ryškiausias šviesos diodų pranašumas yra jų formuluojamos ir derinamos savybės. Neviršijant paties šviesos diodo veikimo ribų, jo parametrus galima maksimaliai optimizuoti, kad atitiktų specifinius kietėjimo reikalavimus. Atliekant UV-LED fotogydymo eksperimentus, pagrindinis tikslas yra nuolat plėsti šviesos šaltinio ir UV medžiagų veikimo ribas ir nustatyti optimalią jų pusiausvyrą. Konkrečiai šviesos diodams tai reiškia idealių LED šviesos šaltinio parametrų nustatymą pagal dangos formulę, kad būtų pasiekti optimalūs kietėjimo rezultatai.
LED liuminescencijos principas ir dabartinė UVLED lustų raidos būsena
Remiantis elektronų perėjimo principu (išsami informacija praleista; norintys gauti daugiau informacijos gali kreiptis į internetinius išteklius), kai elektronai atome grįžta iš sužadintos būsenos į pagrindinę būseną, jie išskiria energiją spinduliuotės pavidalu skirtingais bangos ilgiais (ty skleidžia įvairaus bangos ilgio elektromagnetines bangas).
Todėl yra du pagrindiniai UV{0}}šviesos šaltinių gamybos būdai:
Pirmasis būdas yra nustatyti atomą, kurio elektronų energijos skirtumas tarp sužadintos būsenos ir pagrindinės būsenos tiksliai patenka į ultravioletinių spindulių spektrą. Šiuo principu pagrįstos tradicinės gyvsidabrio lempos yra plačiausiai naudojami UV šviesos šaltiniai.
Antrasis metodas naudoja puslaidininkių liuminescencijos principą (išsami informacija praleista; norintys skaitytojai gali ieškoti daugiau informacijos internetiniuose šaltiniuose). Trumpai tariant, kai į šviesą -skleidžiantį puslaidininkį įvedama tiesioginė įtampa, iš P- srities įšvirkštos skylės į N- sritį, o elektronai, įšvirkšti iš N- srities į P- sritį, rekombinuojasi su elektronais atitinkamame N- regione ir keliuose regione P-. mikrometrai šalia PN sankryžos, sukuriantys spontanišką fluorescencinę spinduliuotę.
Kaip plačiai žinoma, III-V grupės puslaidininkinių medžiagų, nuo aliuminio nitrido iki galio nitrido arba indžio galio nitrido (InGaN), juostos tarpas tiksliai patenka į spektrą nuo mėlynos iki ultravioletinės šviesos. Reguliuodami aliuminio indžio galio nitrido medžiagų santykį, galime pagaminti ultravioletinės ir matomos šviesos šaltinius įvairiais bangos ilgiais.
Nors teoriškai koreguojant liuminescencinių medžiagų sudėtį galima sukurti bet kokio bangos ilgio šviesą, komercinei gamybai prieinamų UVLED lustų asortimentas dėl įvairių apribojimų išlieka gana ribotas. Didelės galios lustai, tinkami naudoti pramonėje, iš esmės sutelkti UVA juostoje (365–415 nm). Pastaraisiais metais UVB ir UVC technologijos taip pat smarkiai vystėsi, tačiau jos iš esmės apsiriboja mažos{5}}galios civilinėmis ir vartotojų rinkomis, pvz., dezinfekavimo ir sterilizavimo.
Tam yra keletas pagrindinių priežasčių:
Kristalinės medžiagos struktūra lemia šviesos efektyvumą (fotoelektrinės konversijos efektyvumą) Galio nitridas (GaN) ir didelio{0}}efektyvumo indžio galio nitridas (InGaN) vis dar gali būti naudojamas 365–405 nm diapazone UVA spinduliuose. Priešingai, UVB ir UVC lustai yra visiškai pagrįsti aliuminio galio nitridu (AlGaN)-medžiaga, kurios šviesos efektyvumas yra mažas-, o ne dažniau naudojamas GaN ir InGaN. Taip yra todėl, kad GaN ir InGaN sugeria ultravioletinę šviesą žemiau 365 nm. Dėl to UVB ir UVC lustų šviesos efektyvumas yra itin mažas. Pavyzdžiui, LG 278 nm lusto fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra tik 2%.
Šilumos išsklaidymo iššūkiai, kylantys dėl mažo efektyvumoPagal energijos tvermės dėsnį 2 % fotoelektrinės konversijos efektyvumas reiškia, kad 98 % elektros energijos paverčiama šiluma. Be to, LED lustų tarnavimo laikas ir šviesos efektyvumas yra atvirkščiai proporcingi temperatūrai. Toks didelis šilumos generavimas kelia itin griežtus reikalavimus šilumos išsklaidymo sistemoms. Naudojant esamas aušinimo technologijas, tiesiog neįmanoma pasiekti efektyvaus šilumos išsklaidymo didelės-galios UVB ir UVC lustams.
Žemas pakuočių ir lęšių medžiagų pralaidumas UV spinduliams Norint apsaugoti LED lustus, būtina įkapsuliuoti. Kadangi šviesos diodai skleidžia šviesą visomis kryptimis, šviesos spinduliui sutelkti reikalingi lęšiai. Tačiau, išskyrus kvarcinį stiklą, daugumos medžiagų UV pralaidumas- yra labai mažas, o trumpėjant bangos ilgiui pralaidumas smarkiai sumažėja. Todėl, nors UVB/UVC lustams būdingas šviesos efektyvumas ir taip yra mažas, didelę šviesos dalį sugeria lęšiai, todėl naudojama itin silpna šviesos galia, kurios vos pakanka pramoninėms reikmėms.
Maža kristalų išeiga ir didelės gamybos sąnaudos Dabartinės UVB ir UVC lustai gaminami naudojant tuos pačius reaktorius kaip ir UVA lustai. Be būdingų medžiagų defektų, tokios problemos kaip nesuderinami pagrindo ir kristalo šiluminio plėtimosi koeficientai lemia itin mažą kristalų išeigą, o tai savo ruožtu išlaiko pernelyg dideles gamybos sąnaudas.
Apskritai, dėl mažo šviesos efektyvumo, didelių sąnaudų ir griežtų UVB ir UVC technologijų šilumos išsklaidymo reikalavimų, didelės{0}}galios plėtraUVB ir UVC šviesapramoniniams tikslams skirti šaltiniai išliks sunkiai pasiekiami, kol nebus pasiekti dideli technologiniai laimėjimai.
Pagrindiniai LED šviesos šaltinių sistemų moksliniai tyrimai ir plėtra
LED lustas yra tik vienas iš svarbiausių LED šviesos šaltinio komponentų. Vykdydami LED šviesos šaltinių mokslinius tyrimus ir plėtrą, turime priimti asistemingas,holistinis požiūris. Be LED bangos ilgio derinimo, MTTP sritis apima daugybę tolesnių procesų, įskaitant pakavimo technologiją, optinį dizainą, šilumos išsklaidymo sistemas, maitinimo sistemas ir išmaniąsias valdymo sistemas.
Šiuo metu yra keturios pagrindinės LED lustų pakuotės struktūros:
Vertikali tvirtinimo konstrukcija
Apverskite{0}}lusto struktūrą
Vertikali struktūra
3D vertikali struktūra
Įprasti LED lustai paprastai turi vertikalią tvirtinimo struktūrą su safyro pagrindu. Ši struktūra pasižymi paprastu dizainu ir brandžiais gamybos procesais. Tačiau safyro šilumos laidumas yra prastas, todėl lusto generuojamai šilumai sunku pereiti į šilumnešį-, o tai riboja jo naudojimą didelės-galios LED sistemose.
Atverčiama{0}}drožlių pakuotė yra viena iš dabartinių plėtros tendencijų. Skirtingai nuo vertikalių tvirtinimo konstrukcijų, apverčiamuose{2}}lustuose šiluma neturi praeiti per lusto safyro pagrindą. Vietoj to, jis tiesiogiai perkeliamas į pagrindą, turintį didesnį šilumos laidumą (pvz., Silicį ar keramiką), o po to per metalinį pagrindą išsklaido į išorinę aplinką. Be to, kadangi atverčiamos{5} lustų struktūros pašalina išorinių auksinių laidų poreikį, jos suteikia didesnį lustų integravimo tankį ir pagerina optinę galią ploto vienetui. Be to, tiek vertikalios tvirtinimo, tiek apverčiamos{7} lusto struktūros turi bendrą trūkumą: šviesos diodų P ir N elektrodai yra toje pačioje lusto pusėje. Tai priverčia srovę tekėti horizontaliai per n-GaN sluoksnį, dėl to susidaro srovės susigrūdimas, vietinis perkaitimas ir galiausiai apribojama viršutinė pavaros srovės slenkstis.
Vertikalios-struktūros mėlynos-šviesos lustai išsivystė naudojant vertikalaus tvirtinimo technologiją. Šioje konstrukcijoje įprastas safyro{3}}substrato lustas apverčiamas ir prijungiamas prie labai šilumai laidžio pagrindo, o po to lazeriu pakeliamas{4}}safyro substratas. Ši struktūra veiksmingai pašalina šilumos išsklaidymo kliūtis, tačiau apima sudėtingus gamybos procesus-, ypač sudėtingą substrato perkėlimo etapą-, dėl kurio gaunamas mažas gamybos išeiga. Nepaisant to, tobulėjant technologijoms, vertikali UV šviesos diodų pakuotė tampa vis brandesnė.
Neseniai buvo pasiūlyta nauja 3D vertikali struktūra. Palyginti su tradiciniais vertikalios-struktūros LED lustais, pagrindiniai jų pranašumai yra auksinės vielos sujungimo pašalinimas, plonesni pakuotės profiliai, geresnis šilumos išsklaidymo efektyvumas ir lengvesnis didelių pavaros srovių integravimas. Tačiau norint komercializuoti 3D vertikalias struktūras, reikia įveikti daugybę techninių kliūčių.
Atsižvelgiant į tai, kad UVLED paprastai pasižymi mažesniu šviesos efektyvumu, palyginti su bendro apšvietimo LED, vertikalios konstrukcijos pakuotė yra tinkamiausias pasirinkimas siekiant maksimaliai padidinti šviesos ištraukimo efektyvumą.
Kadangi šviesos diodai skleidžia šviesą visomis kryptimis, o jiems būdingas šviesos efektyvumas jau yra palyginti mažas, reikalingas mokslinis ir racionalus optinis dizainas, siekiant padidinti efektyvų šviesos efektyvumą (ty priekinio apšvitinimo šviesos efektyvumą). Įprasti optiniai komponentai yra atšvaitai, pirminiai lęšiai ir antriniai lęšiai.
Be to, ultravioletinė šviesa labai susilpnėja, kai praeina per terpę. Todėl renkantis lęšių medžiagas,{1}}pvz., kvarcinį stiklą, borosilikatinį stiklą ir grūdintą stiklą, -pirmenybę teikiant medžiagoms, turinčioms didelį UV pralaidumą, reikia įvertinti kelis veiksnius. Tai ne tik padidina šviesos srautą, bet ir apsaugo nuo pernelyg didelio temperatūros kilimo, kurį sukelia medžiagos šviesos sugertis, esant ilgalaikiam UV poveikiui.
Kaip minėta anksčiau, pagal energijos tvermės dėsnį tik dalis elektros energijos paverčiama šviesos energija, o didelė dalis išsklaidoma kaip šiluma. UVA juostos tipinis energijos konversijos santykis yra atitinkamai 10:3:7 elektros, šviesos ir šilumos atžvilgiu. Efektyvus LED lustų tarnavimo laikas yra glaudžiai susijęs su jų sandūros temperatūra. Kietinant fotonuotraukomis, norint pasiekti didelį optinės galios tankį, dažnai reikia didelio{6}}tankio LED lustų integravimo, todėl šilumos išsklaidymo sistemoms keliami griežti reikalavimai.
Taigi, norint efektyviai išsklaidyti šilumą ir užtikrinti, kad visų LED lustų jungties temperatūra išliktų protingame ir subalansuotame diapazone, būtinas griežtas mokslinis projektavimas, kompiuterinis modeliavimas ir praktiniai bandymai.
UV dangos formulių tyrimai
Fotoiniciatorių ir sistemos{0}}lygio metodo dervos ir monomero reaktyvumo apribojimaiKaip parodyta ankstesniame LED technologijos įvade, didelės galios LED šviesos šaltiniai, tinkami pramoniniam naudojimui, šiuo metu yra apriboti UVA juosta, ypač bangų ilgiais, viršijančiais 365 nm. Apibrėžę LED šviesos šaltinių veikimo ribas, dabar matome, kad suderinamų fotoiniciatorių pasirinkimas yra gana ribotas, nes dauguma fotoiniciatorių turi mažus molinius išnykimo koeficientus, kai bangos ilgis viršija 365 nm.
Siekiant išspręsti mažo su LED-suderinamų fotoiniciatorių inicijavimo efektyvumo problemą, mokslinių tyrimų ir plėtros pastangos neturėtų apsiriboti pačiais fotoiniciatoriais. Vietoj to turime priimti sistemos-lygio perspektyvą, kuri dervų, monomerų, fotoiniciatorių ir net pagalbinių priedų integravimą į holistinių tyrimų sistemą taip padidintų LED UV sistemų kietėjimo efektyvumą.
Šviesos diodų kietėjimo formulės dizainas ir dangos proceso kūrimas (fotoiniciatorių, dervų, monomerų poveikis, temperatūra, paviršiaus sausumas, sausumas, pigmentai ir užpildai) Norint pagerinti ilgos -bangos UV šviesos sugertį fotoiniciatoriais, dažnai reikia įtraukti benzeno žiedus (,) atomus į savo molekulines struktūras. Nors ši modifikacija pagerina ilgo-bangos ilgio UV absorbciją, ji taip pat padidina fotoiniciatorių spalvą.
Be to, dėl mažo šių iniciatorių šviesos sugerties efektyvumo, norint pagreitinti bendrą dangų sistemos reakcijos greitį, reikia pridėti daug labai reaktyvių dervų ir monomerų, -paprastai didelio-funkcionalumo akrilo dervų ir monomerų-. Tačiau taikant šį metodą dažniausiai gaminamos didelio kietumo, tačiau prasto lankstumo dangos, o tai riboja jų taikymo sritį.
Be to, paprastai žemi LED UV fotoiniciatorių moliniai išnykimo koeficientai taip pat suteikia unikalų pranašumą: jie užtikrina didesnį UV šviesos pralaidumą per dangos sluoksnį, o tai skatina gilų storų plėvelių kietėjimą.
Dangos eksploatacinių savybių reikalavimai, taikomi skirtingoms laikymo, transportavimo, statybos sąlygoms ir dengimo procesams Dangų pramonėje įvairūs dengimo būdai, tokie kaip dengimas voleliu, purškimo danga ir užuolaidų dengimas, kelia skirtingus klampumo reikalavimus dangoms. Tuo tarpu skirtingiems pagrindams reikia pritaikytų dangos savybių, susijusių su drėkinimu ir sukibimu. Be to, skirtingos transportavimo ir laikymo sąlygos reikalauja atitinkamo dangų laikymo stabilumo lygio. Todėl projektuojant dangos formulę reikia visapusiškai atsižvelgti į visus šiuos veiksnius.
Dengimo plėvelės našumo reikalavimai įvairioms reikmėms Skirtingos taikymo sritys kelia skirtingus dengimo plėvelių veikimo reikalavimus, įskaitant blizgesį, kolorimetrines savybes, kietumą, lankstumą, atsparumą dilimui ir atsparumą smūgiams. Vadinasi, dangos vystymas turi išlaikyti pusiausvyrą tarp kietėjimo efektyvumo ir plėvelės veikimo.
Dengimo procesų tyrimai
Dengimas yra sistemingas inžinerinis procesas. Dengimo procesų optimizavimas gali dar labiau išplėsti UV-LED technologijos taikymo ribas. Kaip sakoma pramonės šakoje,"Trys dalys priklauso nuo dangos; septynios dalys priklauso nuo dengimo proceso". Galiausiai tiek dangos, tiek šviesos šaltiniai pasiekia numatytą veikimą tik tinkamai juos panaudojus.
Be to, dengimo procesų optimizavimas kartu su UV dangomis ir LED šviesos šaltiniais gali žymiai kompensuoti medžiagų ir šviesos šaltinių apribojimus. Pavyzdžiui, kaitinant gali sumažėti dangų, kurių sudėtyje yra daug -dervos-, kurios kambario temperatūroje yra pernelyg klampios, klampumas, todėl jos tinka įvairiems dengimo būdams. Be to, kaitinimas gali pagerinti dangos sistemos sklandumą, padidinti molekulinį aktyvumą, užtikrinti išsamesnes pradines kietėjimo reakcijas ir gauti lygesnius plėvelės paviršius.
Tiekėjų ir vartotojų pramonės grandinių tyrimai
Per pastaruosius dvejus metus dėl aplinkos apsaugos kampanijų sukeltas fotoiniciatorių trūkumas ir sparčiai kylančios kainos padarė apčiuopiamų nuostolių tolesnių įmonių įmonėms ir labai trukdė plėtoti LED UV technologiją. Tai pabrėžia, kad ankstesnių ir tolesnių pramonės grandinių ryšys ir tiekimo grandinės sistemų sklandumas yra pagrindinės sveikos pramonės plėtros ir jos produktų bei technologijų sėkmės rinkoje garantijos.
Nors daugelis pramonės šakų vystosi nuo nulio dėl vienas kitą stiprinančios technologinių naujovių dinamikos, pramonės plėtros ir paklausos padidėjimo, šie veiksniai turi būti visapusiškai įvertinti rinkodaros proceso metu.
Be to, žvelgiant iš investicijų perspektyvos, ankstesnių ir tolesnių pramonės grandinių tyrimai ir diegimas gali ne tik užtikrinti stabilų tiekimą, kai produktai patenka į rinką, bet ir suteikti įmonėms galimybę pasidalyti pramonės augimo dividendais.
http://www.benweilight.com/professional-lighting/uv-lighting/uv-light-black-light-for-halloween.html
