近日，第16屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)在滬舉行。在本次展出的紫外LED光固化系統(tǒng)中，復(fù)旦大學(xué)展示的一臺(tái)功率密度高達(dá)200瓦每平方厘米，由該光源模組擴(kuò)展的各種定制系統(tǒng)已投入使用。該光固化系統(tǒng)由復(fù)旦大學(xué)電光源研究所副所長(zhǎng)、信息學(xué)院光源與照明工程系副系主任張善端副教授帶領(lǐng)自己的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)研制，本次博覽會(huì)共有2臺(tái)亮相展出。
復(fù)旦大學(xué)作為國(guó)內(nèi)最早成立光源與照明工程系的高校，在新光源研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流方面為我國(guó)的照明行業(yè)做出了杰出貢獻(xiàn)，在國(guó)內(nèi)外照明界素有盛名。
據(jù)了解，復(fù)旦開(kāi)發(fā)的紫外LED芯片已經(jīng)申請(qǐng)兩項(xiàng)專利，其功率密度在全球目前能夠成功應(yīng)用于市場(chǎng)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(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)和調(diào)光的特性可實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)能，同時(shí)LED的冷光源特性還可避免紙張過(guò)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(jiǎn)化為一到兩道，加工時(shí)間由半個(gè)月縮短到半天，節(jié)能、節(jié)錢(qián)、省工、環(huán)保;在復(fù)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(fù)合地板的飾面中，生產(chǎn)出高硬度、高耐磨性的復(fù)合地板，其耐磨性甚至優(yōu)于鋼鐵，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)升級(jí)，為行業(yè)注入新的活力……
張善端團(tuán)隊(duì)利用氮化鋁導(dǎo)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(dá)每平方厘米20 ~200瓦，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該紫外線LED光的波長(zhǎng)僅365~395納米，目前團(tuán)隊(duì)正與合作企業(yè)定制波長(zhǎng)更短的LED光源，還將開(kāi)發(fā)全波長(zhǎng)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(guò)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(shì)。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(dá)600~800度，在固化過(guò)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(guò)程中更加安全。
與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，張善端團(tuán)隊(duì)研制的紫外LED光源的封裝功率密度大，可以實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)光源實(shí)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(qiáng)度不夠，因此如木紋紙這類透過(guò)率低的材料無(wú)法使用光固化。而大功率紫外LED光源利用強(qiáng)光使粘合劑快干，甚至可以運(yùn)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(yùn)用問(wèn)題。
復(fù)旦張善端團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(gè)月，該固化系統(tǒng)銷售額已經(jīng)達(dá)到6000多萬(wàn)元，系統(tǒng)應(yīng)用于彩色印刷、家具、木地板、光化學(xué)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(jiǎn)化為一到兩道，加工時(shí)間由半個(gè)月縮短到半天，節(jié)能、節(jié)錢(qián)、省工、環(huán)保。而在木地板、木塑板及復(fù)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(xué)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。
