前言

　　关于LED 应用方面的新材料，本人曾于2011 年3 月在网上发过一篇文章【1】。现在又做了些补充。本文所提到的一些新材料，或许已经不新了。但这些材料几年了还处在推广阶段，就不得不好好思考一下。

　　本文想谈的，就是在近几年推出来“新”材料，主要是石墨片及石墨散热器、陶瓷散热器、导热塑料散热器、散热涂料、MCPET 反光材料、相变散热器等等。这些材料中，有些我在其它文章中讲过的，现在把它们集中起来，并做了补充，为的是让大家能够一次多了解到。

　　大家是否注意到，我对“新”字是打了引号的，是因为，好些材料并不见得是新近研究出来的，而是早就有了的，像石墨、陶瓷、热管、半导体致冷器等。这些材料在电子等行业早就有用到，不知道为啥给搬到LED 行业来就似乎成了“新”了。这些“新”材料，似乎都被宣传成了解决LED 应用问题的神。当然，在LED 行业中充神的还不止这些个材料。不是我要说它们是神，大家看看有关这些材料的、那些业务的广告就是了，难道不神吗?

　　世上是没有神的，也没有救世主。LED 在应用上，也不是就依靠一种材料就能解决问题的。本文就一些“新”材料，做一个客观的评价，让读者有个清楚的认识。

　　一、关于石墨

　　1. 一般介绍

　　石墨是一种各向异性的材料，或者说，在垂直的两个方向上，它的一些物理性质的不同的，甚至是相差很大的。就导热方面看，它一个方向(分子层面方向)导热系数很高，有几百，而垂直方向(分子层之间)的导热系数则比较低，只有几十。

　　根据石墨的上述特性，若是将它做成片状来导热，则不会有好的效果。因为，片状的方向若是分子层面的方向，则沿片方向的导热虽强，但热量必须转90 度后沿纵向导出，此时的导热则很差。总的导热是受纵向限制的。这样，横向高导热能力就是没有多大的作用。

　　若片状的方向是与分子层垂直的方向，则片会比较酥松，经不住压力和横向剪切力，没有多大实用性。

　　为了既能用到石墨高导热的方向，又要避免因酥松易损坏的问题，石墨导热体就必须做得体积大一些。

　　石墨的表面热辐射率还是比较高的。

　　作为自然散热器，散热的能力是受有效散热的表面积决定的。即使利用了石墨的高导热的一面，有效散热面积不足，那么也是白搭。

　　石墨的导热性随温度的升高而降低。在极高的温度下会变成绝热体。不过，在通常LED 的工作温度范围，这种变化是可以不必考虑。

　　可以来看看某公司提供的石墨片的导热系数，大家参考一下：

　　x-y 平面内，450～500 W/mk

　　z 平面内：4 W/mk

　　2. 结论

　　与铝制散热器比较，假如和石墨散热器的结构、尺寸完全相同，只要铝散热器表面做阳极氧化或涂敷某些非金属涂料，铝制散热器的效果不见得差什么。而在重量、价格、坚固性等方面，石墨散热器毫无优势。

　　作为替代导热硅脂做导热介质用的石墨片，由于纵向导热系数低而不实用。至于要利用x-y 面的高导热率，也需要有一定的厚度。将热导出后还需接散热器，且石墨片与散热器的接触面积要足够大。

　　是否可以在某些特殊情况下采用，大家自己看着办吧。

......

　　二、关于陶瓷

　　三、关于导热塑料

　　四、关于散热涂料

　　五、关于MCPET 反光材料

　　六、关于相变散热器

　　七、关于高频声子散热铝

　　八、关于磁制冷散热

　　九、关于液态金属散热

　　十、半导体致冷

　　后记