层状双氢氧化物NiCoFeCe催化剂的制备及其氧释放性能研究

《Materials Science in Semiconductor Processing》：Preparation of layered double hydroxide NiCoFeCe catalyst and study on its oxygen evolution performance

COB LED热管理优化研究中，通过实验与ANSYS模拟分析铜/银电解镀层（10/25/40μm）在两种铝合金热沉上的性能，发现25μm铜镀层和10μm银镀层可降低热阻12.3%-15.7%，使结温下降8.5%-12.2%，同时提升光效5.2%-7.8%，验证了理论计算与实测数据的一致性，为LED散热器设计提供新方案。

　　在现代照明技术中，芯片板上发光二极管（COB LEDs）因其高效能和长寿命而受到广泛关注。这类LED能够以较低的能耗产生高光通量，并且在长时间运行中保持亮度稳定。其显著优势包括寿命超过10万小时、无限次开关循环、启动即达最大输出、支持从零到全亮度的调光功能以及能够输出全光谱中的各种颜色。因此，COB LEDs不仅在效率和节能方面表现出色，同时也在降低运营成本和减少环境影响方面具有重要价值。然而，随着LED功率的增加，其产生的热量也相应增大，这给热管理带来了新的挑战。

为了有效解决这一问题，研究人员已经开发出多种热管理方法，包括热界面材料（TIM）、散热器、热电冷却器、热管、空气冷却和液体冷却等。其中，散热器作为核心的热管理组件，其设计和材料选择对于LED的散热效果至关重要。尤其是在高电流密度的COB LED应用中，散热器需要具备更高的散热能力和更优的热传导性能。散热器通过将LED产生的热量迅速传递到环境中，从而降低LED结温，延长其使用寿命并提升光输出。

本研究的重点在于分析不同厚度的铜或银涂层对COB LED散热性能的影响。通过实验，研究人员对由Etil 150和6063铝合金制成的六种不同尺寸的散热器分别进行了10、25和40微米厚的电解涂层处理。实验结果表明，不同的涂层厚度对总热阻、结温以及光输出水平产生了显著影响。在实际应用中，最适宜的铜涂层厚度被确定为25微米，而银涂层的最佳厚度为10微米。这表明，虽然较厚的涂层可能在某些情况下提供更好的热传导，但并非所有情况都适用。在实际操作中，需要根据具体的LED和散热器组合来优化涂层厚度，以达到最佳的热管理效果。

此外，本研究还探讨了涂层成本、最佳涂层厚度在COB LED-散热器组合中的相关性分析，以及散热器几何参数对热传导和性能的影响。通过对不同材料和结构的散热器进行系统研究，研究人员发现，散热器的表面面积越大，其在降低封装温度和连接温度方面表现越佳，同时也能提升光输出水平。这为散热器的设计提供了重要的参考依据。例如，采用具有更大表面积的散热器结构，可以显著改善LED的散热性能，从而提高其整体效率。

值得注意的是，本研究首次系统地探讨了电解涂层在COB LED封装中的热传导性能。以往的研究多集中于氧化物薄膜、氮化物薄膜以及其他复合材料涂层的应用，而电解涂层作为一种新型的热管理手段，尚未在相关领域得到充分研究。本研究通过实验和模拟相结合的方法，验证了电解涂层在实际应用中的有效性，并得出了不同涂层厚度的最佳配置。这些发现不仅为COB LED的热管理提供了新的思路，也为未来的散热器设计和材料选择提供了重要的数据支持。

在热传导性能方面，研究人员通过两种不同的理论计算方法（热阻和对流-辐射传热）对COB LED-散热器组合进行了分析，并利用ANSYS仿真软件进行了进一步的验证。所有理论计算和仿真结果均与实验数据高度一致，这表明所采用的分析方法具有较高的准确性和可靠性。实验结果显示，适当的涂层厚度可以有效降低总热阻和结温，同时提高光输出水平。因此，在设计和选择散热器时，应综合考虑材料特性、涂层厚度以及几何结构等因素，以实现最佳的热管理效果。

研究还发现，涂层材料的选择对散热器的性能具有重要影响。例如，铜和银作为高导热材料，其涂层在提高热传导能力方面表现出色。然而，银的导热性能虽然优于铜，但其成本较高，因此在实际应用中需要权衡经济性和性能。相比之下，铜虽然导热性能略逊于银，但其成本相对较低，适合大规模应用。此外，研究人员还分析了不同涂层厚度对散热器性能的影响，发现25微米的铜涂层和10微米的银涂层在大多数情况下表现最佳。这表明，在实际工程应用中，应根据具体的散热需求和成本限制来选择合适的涂层厚度。

在实验过程中，研究人员通过精确的测量和分析，验证了理论计算和仿真结果的可靠性。实验结果不仅为散热器的设计提供了数据支持，还揭示了不同涂层厚度对LED性能的具体影响。例如，较薄的涂层可能在某些情况下无法有效降低结温，而过厚的涂层则可能增加热阻，降低散热效率。因此，找到最佳的涂层厚度是实现高效散热的关键。

本研究的创新点在于首次系统地探讨了电解涂层在COB LED散热器中的应用。与其他常见的热界面材料（如氧化物薄膜、氮化物薄膜和复合材料）相比，电解涂层在热传导和散热效率方面表现出独特的性能。此外，本研究还首次对纯铜和纯银涂层进行了系统分析，这为未来的研究提供了新的方向。通过对比不同涂层材料和厚度的性能，研究人员能够更全面地理解热管理在LED应用中的重要性，并为实际工程应用提供优化建议。

总的来说，本研究通过对不同厚度的铜和银涂层散热器进行系统分析，揭示了其在COB LED热管理中的关键作用。研究结果表明，适当的涂层厚度可以显著提高散热效率，降低结温，并提升光输出水平。这些发现不仅为LED散热器的设计提供了理论依据，也为实际应用中的材料选择和涂层优化提供了重要的参考。未来的研究可以进一步探索其他材料涂层的性能，以及如何通过优化几何结构和涂层厚度来提高散热效率。此外，随着LED功率的不断提高，热管理技术的创新和优化将成为研究的重点，以确保LED在高功率应用中的稳定性和可靠性。