近日，第16屆中國國際工業(yè)博覽會在滬舉行。在本次展出的紫外LED光固化系統(tǒng)中，復旦大學展示的一臺功率密度高達200瓦每平方厘米，由該光源模組擴展的各種定制系統(tǒng)已投入使用。該光固化系統(tǒng)由復旦大學電光源研究所副所長、信息學院光源與照明工程系副系主任張善端副教授帶領自己的學術團隊研制，本次博覽會共有2臺亮相展出。

 

    復旦大學作為國內最早成立光源與照明工程系的高校，在新光源研發(fā)、成果轉化、人才培養(yǎng)和學術交流方面為我國的照明行業(yè)做出了杰出貢獻，在國內外照明界素有盛名。

 

    據了解，復旦開發(fā)的紫外LED芯片已經申請兩項專利，其功率密度在全球目前能夠成功應用于市場的產品中是最高的。

 

    紫外LED光固化系統(tǒng)與人們的生活密切相關：在印刷行業(yè)，紫外LED可取代中壓汞燈和紫外金鹵燈，其方便開機、關機和調光的特性可實現大幅節(jié)能，同時LED的冷光源特性還可避免紙張過熱燃燒;在家具行業(yè)，紫外LED光固化可使油漆工藝由十幾道簡化為一到兩道，加工時間由半個月縮短到半天，節(jié)能、節(jié)錢、省工、環(huán)保;在復合木地板行業(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合地板的飾面中，生產出高硬度、高耐磨性的復合地板，其耐磨性甚至優(yōu)于鋼鐵，實現產品品質升級，為行業(yè)注入新的活力……

 

    張善端團隊利用氮化鋁導熱率高和絕緣的特性，創(chuàng)造性地提出三明治結構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每平方厘米20 ~200瓦，達到國際先進水平。該紫外線LED光的波長僅365~395納米，目前團隊正與合作企業(yè)定制波長更短的LED光源，還將開發(fā)全波長范圍的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。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600~800度，在固化過程中易造成燃爆，紫外LED光源的表面溫度僅為90度，在光固化過程中更加安全。

 

    與國內外同類產品相比，張善端團隊研制的紫外LED光源的封裝功率密度大，可以實現許多傳統(tǒng)光源實現不了的功能。例如木地板生產中需要貼木紋紙，傳統(tǒng)光源功率密度小，光線強度不夠，因此如木紋紙這類透過率低的材料無法使用光固化。而大功率紫外LED光源利用強光使粘合劑快干，甚至可以運用在黑色木紋、黑色大理石紋等的黏貼上，全面解決了木地板生產中的光固化運用問題。

 

    復旦張善端團隊開發(fā)成功的大功率紫外LED光固化系統(tǒng)正在產業(yè)化，在紫外光固化行業(yè)有廣泛的應用前景。據悉，今年前9個月，該固化系統(tǒng)銷售額已經達到6000多萬元，系統(tǒng)應用于彩色印刷、家具、木地板、光化學合成、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化為一到兩道，加工時間由半個月縮短到半天，節(jié)能、節(jié)錢、省工、環(huán)保。而在木地板、木塑板及復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。