[发明专利]一种镁橄榄石LED灯具陶瓷散热外壳及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种LED照明灯具的散热外壳及其制备方法，具体属于一种LED灯具陶瓷散热外壳及其制备方法。

背景技术

目前，LED照明技术因其功率的增加、效率的提高、成本的下降，越来越多地被各类照明工程所采用，然而，LED光输出却会因结温升高而下降。在目前发光效率下，LED只能将约20%-30%的输入功率转化为光能，而其余70%-80%能量转化为热量，如果热量不及时有效地散出，温度的升高将会引起LED性能下降甚至失效。金属铝材凭借着密度小、热导率高、表面处理技术成熟的优势，一直占据着LED照明主体材料的市场，然而铝材的导电性成为其一道致命的伤疤。

陶瓷材料以其绝缘性好、热导率高、红外辐射率大、膨胀系数低的特点，成为了LED灯具散热外壳的一种新型材料。目前市场上作为LED灯具外壳的陶瓷主要为氧化铝陶瓷和滑石瓷，氧化铝陶瓷材料密度高，产品重量大，原料昂贵，烧成温度1600℃以上，烧成周期长，不能批量生产，制造成本高；滑石瓷虽然制作成本低，能批量生产，但热导率低，散热欠佳，只能制作低功率的LED灯具。申请号为201210197094.7中国发明专利申请公开了一种镁橄榄石陶瓷材料、制备方法及其应用，该专利申请中的镁橄榄石陶瓷热导率高、散热效果好的优点，但其烧结生成的镁橄榄石晶粒不够完整，晶体缺陷多，使得其散热效果降低。

发明内容

本发明的目的在于针对上面所述缺陷，提供一种高热导率、高散热、低成本的镁橄榄石LED灯具陶瓷散热外壳。

本发明的另一目的是提供一种镁橄榄石LED灯具陶瓷散热外壳的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的。

一种镁橄榄石LED灯具陶瓷散热外壳，其特征在于，所述陶瓷材料坯体由以下组分的重量百分比制成：水镁石15-25%，蛇纹石35-50%，滑石粉10-20%，烧结助剂1-3%，有机添加剂12-18%，表面活性剂0.3-0.8%。

所述滑石粉为生滑石粉或烧滑石粉。

所述烧结助剂为石英、碳酸钙的一种。

所述有机添加剂为58#全精炼石蜡、蜂蜡或硬脂酸中的一种。

所述表面活性剂为植物油酸。

一种镁橄榄石LED灯具陶瓷散热外壳的制备方法，其特征在于，依次由下列步骤制成：

（1）原料制作工艺步骤：

①将上述组分中的水镁石、蛇纹石、滑石粉、烧结助剂在球磨机中球磨8-12小时，待细度D50＝3-6微米后，将球磨好的混合粉进高温窑1280-1350℃煅烧，得预烧块；

②干粉磨球：将上述步骤①制成的预烧块再次入球磨机球磨15-24小时，待细度达到D50＝1-3微米后将粉料放出球磨机，过80目筛，制备出所需的粉体；

③将步骤②所得粉体，加入上述有机添加剂，表面活性剂，在快速搅拌机中搅拌1-3小时制备出所需的蜡饼原料；

（2）成型工艺步骤：

先将制备好的蜡饼原料放入慢搅拌机中，搅拌1-3小时后再将蜡浆倒入成型机或自动成型机内进行压制，脱模制成所需形状的坯体；

（3）烧成工艺步骤：

①将成型好的坯体放入匣钵内，再在匣钵内倒入氧化铝生粉，使氧化铝生粉完全包裹坯体；

②排胶工序：将装好坯体的匣钵放入中温窑内，最高烧成温度为900-1100℃，烧成周期为3-5天；

③完成排胶后，将坯体表面的氧化铝粉清干净后放至承烧板上，再连承烧板一起进入高温窑烧成，烧成温度为：1320-1380℃，烧成周期为10-15小时，最后得成品。

所述步骤（2）中压制时料缸温度为50-70℃，出料口温度为60-80℃，保压时间为3-5秒。

所述步骤（3）中氧化铝生粉为80-160目。

所述步骤（2）中坯体形状为圆锥形变截面翅片结构时，增加了外壳的散热表面积，提高了散热效率；当翅片数为18片时，外壳的散热效果最佳。

本发明的有益效果是：本发明所述镁橄榄石LED灯具陶瓷散热外壳具有热导率高，绝缘性能好，散热效果好，制作成本低，生产周期短，能批量生产，质量轻等优点，且热膨胀系数与金属热膨胀系数接近，相对匹配高，于金属相结合后粘结力高，不容易发生脱落，可制成灯头，LED支架，基板或COB基板，适用于高功率和低功率的LED灯具外壳，包括陶瓷基板的金属化制作，广泛应用于商业照明，室内照明等领域。