Новый метод производства радиаторов светодиодов, разработанный в Сингапурском институте производственных технологий, называется «жидкой ковкой». Он серьёзно улучшает теплоотвод от работающих светодиодов и тем самым увеличивает их жизненный цикл.

Электроника вообще и светодиоды в частности требуют теплоотвода, если систематически подвергаются перегреву (при плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости). Срок службы светодиодов может составлять от нескольких десятков тысяч до 100 000 часов, но только при отсутствии высоких температур, которые радикально его сокращают.

Кроме того, мощность излучения, или световой поток светодиода, сильно зависит от температуры p-n-перехода кристалла. Это значит, что КПД существенно уменьшается с ростом температуры. Поэтому, в отличие от тепловых излучателей (например, ламп накаливания), светодиодные светильники нуждаются в обязательном охлаждении.

Но вот проблема: активное охлаждение (вентиляторами) для светодиодов не будет иметь смысла, поскольку тогда их энергопотребление вырастет до уровня люминофорных ламп.

Ну а пассивные радиаторы характеризуются ограниченной теплоотводящей способностью, что является одной из основных причин, по которым одиночные светодиоды не могут иметь слишком большую мощность.

Рис. 1. Разнообразие форм радиаторов пассивного охлаждения для светодиодов огромно, но до сих пор параметры их были близки. (Фото DongGuan Future Metal Products).

Но выход есть. Сингапурские инженеры попробовали применить для производства радиаторов пассивного охлаждения жидкую ковку вместо нынешнего литья — и уровень эффективности таких устройств радикально вырос.

Жидкая ковка представляет собой гибрид ковки и литья. Она особенно полезна там, где требуется создание лёгких компонентов со сложной конструкцией, как в случае теплоотводящих радиаторов пассивного охлаждения из деформируемых (предназначенных для дальнейшей ковки или штамповки) алюминиевых сплавов. В отличие от литых, алюминиевые и медные радиаторы пассивного охлаждения, выполненные жидкой ковкой, могут иметь очень тонкие ребра, дополнительно ускоряющие отвод тепла. Кроме того, их поверхность может быть анодирована, что ещё на 10–15% ускоряет процесс теплопередачи, поскольку поверхность окисла алюминия пористая.

Из-за чрезвычайно малого размера получаемых зёрен конечного сплава (20–30 нм в диаметре) жидкая ковка позволяет добиться двукратного повышения теплопроводности финального алюминиевого состава по сравнению с радиаторами, изготовленными из тех же материалов, но используемым сегодня методом литья.

Дополнительным преимуществом таких радиаторов будет сравнительная дешевизна новой технологии. Если для производства кованых алюминиевых деталей необходимы прессы с мощностью более 10 тысяч тонн, то жидкая ковка требует оборудования мощностью не более 2–3 тысяч тонн, на порядок более доступно по цене.