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【材料日报】高性能LED灯扩散器,自愈合陶瓷可快速自愈裂纹的原理

 前沿材料 2020-09-17

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Jakob MAUL公司使用赢创公司的PLEXIGLAS®模塑料制造高性能LED灯扩散器,打造理想照明

德国赢创(Evonik)公司通过官网公布消息称,德国Jakob MAUL公司使用赢创的PLEXIGLAS®模塑料,制造高性能LED灯扩散器,打造理想照明。

工作场所需要令人愉悦的均匀光线。由Jakob MAUL公司重新设计的LED灯头,采用了赢创(Evonik)公司生产的PLEXIGLAS®宝克力® Satinice df23模塑料制造的光扩散件,可以很好地提供这种光线。

Jakob MAUL公司研发工程师Uwe Hartmann说:“工作场所的光线质量对工作积极性和效率具有显著的影响。而最坏的情况是,不当的照明或暗淡的光线甚至可能会损害健康。因此,办公灯具最重要的任务是提供令人愉悦的照明,例如不会产生炫光或恼人的阴影。”

打造节能型办公照明

当一家公司的灯具数量较多时,办公室照明的能效同样重要。Jakob MAUL公司产品线中的LED灯具在现代化照明系统的优势是非常明显的,在光输出、效率和使用寿命方面远优于传统的照明方式,另外,由于LED具有更小的尺寸,因此可以实现超薄设计。但是,LED灯对电灯材料也提出了更多要求。例如,相比其他类型的照明系统,需要更好的耐热性。此外,LED灯需要光扩散元件,将点状光以最佳方式分布。

因此,Jakob MAUL公司在最新一代LED台灯中不仅调整了散热片,还首次使用了光扩散灯罩。光扩散灯罩安装在LED前端,与反射器相结合,可以提供更大的照明表面。从而避免了叠影,让照明区域的边界不那么突兀,还能精确呈现无限可调整的色温。

具备高扩散和透光性

Jakob MAUL公司采用注塑成型工艺,将光扩散模塑料PLEXIGLAS®宝克力® Satinice df23加工成光扩散灯罩。这种特殊模塑料来自赢创,是特别为满足照明系统的要求而开发的,因为光具有不同的功能:它不仅为办公室、工业场所或街道提供适当的照明;也为不同场景营造氛围或设置情境。

赢创产品经理René Kogler说:“光线可以实现的每种功能都对光扩散或导光材料提出了不同的要求。因此,我们针对不同的应用需求开发了不同配方的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。”

将功能与设计相结合

Jakob MAUL公司找到了最适合的产品。Hartmann说:“我们决定采用PLEXIGLAS®宝克力® Satinice df23,因为这种材料可以为我们提供最佳光扩散效果,同时透光损失也少。只有将这两者结合才能为办公场所提供高效的照明。”

日本NIMS等阐明自愈合陶瓷可快速自愈裂纹的原理

12月21日,日本物质材料研究机构(NIMS)与横滨国立大学组成的研究团队发现了自愈合陶瓷的3个阶段,与骨骼的治疗一样分为“发炎、修复、改变”三个过程。研究团队由NIMS机构材料研究中心长田俊郎主任、原徹团队、阿部太一、大村孝仁,以及国际纳米建筑学研究中心的三留正则、横滨国立大学的中尾航教授等组成。

另外,该团队成功以骨骼愈合机制为线索,将能促进陶瓷自愈合的物质布置在结晶边缘,这样,在飞机发动机达到1000℃的情况下最快1分钟就能完全自愈。该研究成果于日本时间12月19日晚7点于Scientific Reports的网页版公开。

1995年,横滨国立大学的研究团队发现自愈合陶瓷。由于可以用到飞机发动机涡轮上,成立了广泛瞩目的轻量耐热材料。但是一直没有成功阐明自愈合机制的原理。另外只有在1200-1300℃的范围内才能完全自愈,因此阐明自愈合机制的原理有助于开发各温度带的快速自愈合陶瓷

该研究团队阐明了自愈合三阶段。第一阶段称为“发炎”,是自愈合陶瓷有了裂纹后,氧气进入裂纹并与陶瓷所含有的碳化硅相互反应形成二氧化硅的过程。第二阶段称为“修复”,氧化铝作为陶瓷和二氧化硅的基础材料,与二氧化硅发生反应并填充裂纹。裂纹被填充后,结晶化从而恢复强度,这是第三阶段——“改变”

在这三个阶段的基础上,研究人员又从促进骨骼愈合的体液调节中得到提示。取能够活化自愈合陶瓷的氧化锰,极小量地配置在氧化铝的晶粒边界处,使自愈合陶瓷的完全愈合时间达到最快1分钟的程度,而传统材料在1000℃情况的自愈时间为1000小时。

在该研究成果的基础上,恰当选择活性相的类型,灵活赋予优异的自愈功能,为开发“裂而不坏”的创新型高温陶瓷的目标努力。

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