864234525環(huán)保健身無(wú)電手電筒（LED手電筒）的設(shè)計(jì)論文

1、摘要：傳統(tǒng)手電筒使用普通干電池作為能源,長(zhǎng)期放置會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象,從而導(dǎo)致產(chǎn)品損壞,且干電池使用完后處置不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境污染.環(huán)保健身手電筒不使用干電池,內(nèi)置高效機(jī)械發(fā)電裝置,節(jié)約能源,且不污染環(huán)境,可隨時(shí)使用.體現(xiàn)了當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)的綠色環(huán)保概念和以人為本的設(shè)計(jì)理念. 此手電筒的最大優(yōu)點(diǎn)就是不用電，采用手壓發(fā)電原理工作，經(jīng)整流后，作為led發(fā)光照明時(shí)的電源，手壓1分鐘可以照明1小時(shí)，5-8分鐘可以持續(xù)照明5個(gè)小時(shí)。射出的光線接近自然光，亮度高，射程可以達(dá)到10-20米。只要用手輕輕壓一壓，就會(huì)立即產(chǎn)生電壓電流使燈泡投射出純白光亮，老人、小孩都能使用。關(guān)鍵詞： led手電筒 齒輪 鋰電池 發(fā)電機(jī) 整流

2、電路 led控制驅(qū)動(dòng)電路 general dry battery is used as power supply for traditional flash-light . leakage will happen over a long period of time and damage the product. besides, improper disposal of dry battery will cause pollution to environment. environmental-friendly flashlight is provided with a built-in h

3、igh-efficient generator in substitution of dry battery, to save energy without producing any pollution to environment . it is easily operated at any time, reflecting the green and environmental-oriented design principles. this flashlight biggest merit does not use electricity, uses the hand to press

4、 the electricity generation principle work, after the rectification, took when led illumination illumination the power source, the hand presses 1 minute to be possible to illuminate for 1 hour, 5-8 minute may illuminate continually for 5 hours.projects the light close natural light, brightness is hi

5、gh, the firing distance may amount to 10-20 meter.so long as presses gently with the hand, can produce the voltage electric current immediately. enable the light bulb to project pure white luminous, the old person, the children all can use.key word: led flashlight tube wheel lithium battery generato

6、r commutation electric circuit led control actuation electric circuit前 言 本文研究課題的主要內(nèi)容是針對(duì)現(xiàn)在使用最廣泛的手電筒，它是通過(guò)各類電池來(lái)發(fā)光，而電池主要有一次性電池、二次電池和汽車電池。一次性電池包括紐扣電池、普通鋅錳干電池和堿電池，一次性電池多含汞。二次電池主要指充電電池，其中含有重金屬鎘。汽車廢電池中含有酸和重金屬鉛。 廢棄在自然界電池中的汞進(jìn)入土壤或水源，再通過(guò)農(nóng)作物進(jìn)入人體，損傷人的腎臟。在微生物的作用下，無(wú)機(jī)汞可以轉(zhuǎn)化成甲基汞，聚集在魚(yú)類的身體里，人食用了這種魚(yú)后，甲基汞會(huì)進(jìn)入人的大腦細(xì)胞，使人的神經(jīng)系統(tǒng)

7、受到嚴(yán)重破壞，重者會(huì)發(fā)瘋致死。著名的日本水俁病就是甲基汞所致。電池中的鎘滲出污染土地和水體，最終進(jìn)入人體使人的肝和腎受損，也會(huì)引起骨質(zhì)松軟，重者造成骨骼變形。汽車廢電池中含有的酸和重金屬鉛泄漏到自然界可引起土壤和水源污染，最終對(duì)人體造成危害。我們常用的手電筒大多需要一次性電池來(lái)供電，電池是很浪費(fèi)的，電量用完了電筒就不工作，就需要購(gòu)買新的電池，但是在遇到夜晚工作或出行的時(shí)候就麻煩了。并且我們常用的手電筒體積比較大，根本就不便于隨身攜帶，常放于家中，需要用的時(shí)候就要回家去拿，又浪費(fèi)時(shí)間又不方便。所以基于這樣的情況，我們研究并開(kāi)發(fā)了一種新的產(chǎn)品環(huán)保健身無(wú)電手電筒。本課題的主要工作是環(huán)保健身無(wú)電手電筒

8、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和完成產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，爭(zhēng)取在電壓幅值或其他方面超過(guò)現(xiàn)有的水平。圍繞產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容很多，如：計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程管理等。在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中，綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。包括帶有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)（方案的構(gòu)思、工作原理的擬定等）和非創(chuàng)造性的工作，如繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算等。創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)需要發(fā)揮人的創(chuàng)造性思維能力，創(chuàng)造出以前不存在的設(shè)計(jì)方案，這項(xiàng)工作由課題組共同研究討論來(lái)完成。非創(chuàng)造性的工作是一些繁瑣重復(fù)性的計(jì)算分析和信息檢索，借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成。目 錄 題目 環(huán)保健身無(wú)電手電筒一、環(huán)保健身無(wú)電手電筒的簡(jiǎn)介 （一）led手

9、電筒的分類 1 1. led手電筒的類型 1 2.手動(dòng)充電led手電筒 1 3. 采用三只電池的多燈頭型1 4. 單燈頭大功率led手電筒2 5. 塑料殼可充電led手電筒2（二）led手電筒的工作原理 2二、環(huán)保健身led手電筒的基本結(jié)構(gòu)（一）齒輪齒條 21.齒輪的構(gòu)造22.齒輪的基本參數(shù)43.齒條的特點(diǎn)7（二）外殼 81.外殼材料分析82.外殼的加工及加工工藝注意事項(xiàng)93.外殼形狀的設(shè)計(jì)10（三）彈簧101.彈簧剛度與彈簧特性的關(guān)系122.圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧有關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)13（四）led發(fā)光管17 1. led在照明領(lǐng)域的前景17 2.led的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理.213.led的特點(diǎn)214.單色光

10、led的種類及其發(fā)展歷史225.單色光led的應(yīng)用236.白光led的開(kāi)發(fā) 237.大功率led燈驅(qū)動(dòng)電源的技術(shù)方案和功能模塊 25（五）鋰電池的介紹 311.鋰電池的概念 312.鋰電池的特點(diǎn) 323.鋰電池的結(jié)構(gòu) 324.鋰電池的充放電要求 32三、內(nèi)部電路（一）整個(gè)內(nèi)部電路的分析 35（二）充電電路的分析 36（三）整流電路的分析 37（四）led驅(qū)動(dòng)控制 39 1.驅(qū)動(dòng)led的并聯(lián)電路 39參考文獻(xiàn) 42致謝 43一、環(huán)保健身無(wú)電電筒的簡(jiǎn)介環(huán)保健身手電筒既是led手壓式手電筒，采用led發(fā)光二極管、鋰電池、齒輪等零件組成的。 1.led手電筒的類型 目前市場(chǎng)上各類照明用手電筒，主要有塑

11、料手電筒、led手電筒、鐵手電筒、鋁合金手電筒、不銹鋼手電筒、手搖手電筒、環(huán)保手電筒、電蚊拍手電筒等許多種類。這里我們重點(diǎn)了解下led手電筒的分類。目前常見(jiàn)的led手電筒有小巧的鑰匙扣型、多燈頭型、單燈頭大功率型等。從電源的類型來(lái)看，有采用一只aa電池或一只aaa電池，有的采用三只aaa電池，也有的采用三個(gè)紐扣電池的，還有采用手動(dòng)發(fā)電的等等。1.小巧型led手電筒 小巧型led手電筒是指采用一個(gè)aa電池或aaa電池的多燈頭小手電筒，或是采用三個(gè)紐扣電池的袖珍手電筒或者鑰匙扣手電筒。這類小巧型led手電筒的聚光效果也較差，耗電還較大，但在城市中用于臨時(shí)應(yīng)急照明或夜間看物等并非長(zhǎng)時(shí)間使用的情況下，

12、還是有一定的實(shí)用價(jià)值。這種電筒由于使用時(shí)間不多，常常是存放起來(lái)臨時(shí)使用，因此最好采用密封較好的堿性電池（一般可以存放兩三年不致失效），不要用普通碳性電池，以免長(zhǎng)時(shí)間不用會(huì)流出電解液而損壞手電筒。 2.手動(dòng)充電led手電筒手動(dòng)充電led手電筒有兩種類型。一類是這種手電筒中有一個(gè)活動(dòng)的圓柱形磁體，在手搖動(dòng)時(shí)能在一個(gè)線圈中滑動(dòng)，線圈產(chǎn)生電流并經(jīng)整流后對(duì)蓄電池充電，點(diǎn)亮一個(gè)led發(fā)光。另一烊是用手壓帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的手電筒，這種手電筒的價(jià)格更低，但是這類手動(dòng)發(fā)電的led手電筒大多可靠性不好。 3.采用三只電池的多燈頭型燈頭（即led）數(shù)從十幾個(gè)至二三十個(gè)，多的達(dá)到四十多個(gè)燈頭。電筒的外殼大多是采用鋁合金

13、制造，電筒的開(kāi)關(guān)有的設(shè)置在尾部，有的設(shè)置在側(cè)前部位，側(cè)前部開(kāi)關(guān)用起來(lái)較方便些。由于高亮度led的燃點(diǎn)電壓約在3v左右，所以這種用三個(gè)aaa電池的led手電筒不需要進(jìn)行升壓就能直接點(diǎn)亮，因此電源的效率較高，僅有很小的能量消耗在限流電阻上。需注意的是，并不是led數(shù)量越多就越好。還要注意的是，要看看燈頭后面是否有質(zhì)量較好的反光膜，它能把led散射的光線反射出來(lái)，可以提高手電筒亮度的20%30%這種多燈頭手電筒的主要缺點(diǎn)是聚光效果不太好，明顯不如普通手電筒的聚光效果好，因此照射到遠(yuǎn)距離物體上時(shí)就顯得不夠亮。 4.單燈頭大功率led手電筒單燈頭大功率led手電筒，是指采用一只功率為1w5w的單個(gè)led

14、 發(fā)光的手電筒。這種單燈頭手電筒所用的大功率led，有采用國(guó)產(chǎn)的也有采用進(jìn)口的。一般來(lái)說(shuō)進(jìn)口的大功率led發(fā)光效果較高，但價(jià)格要高得多。這種單燈頭大功率led手電筒的最大優(yōu)點(diǎn)是聚效果較好，不過(guò)還是要看電筒的聚光罩的制作是否精良。制造較正規(guī)的單燈頭大功率led手電筒，其聚光效果接近普通手電筒，而且亮度還要高一些。 .塑料殼可充電led手電筒采用塑料外殼的可充電手電筒，往往是較廉價(jià)的采用鉛酸蓄電池的多頭led手電筒。這種手電筒的燈頭從五個(gè)至二十多個(gè)不等，并且還自帶電容降壓的充電器，充電也還方便。這類塑料外殼可充電led手電筒，售價(jià)一般都不高。這類手電筒的聚光效果也不太好，但總體亮度不錯(cuò)，其主要缺點(diǎn)

15、所用鉛酸電池需要經(jīng)常充電才能使蓄電池不致提前失效；即使維護(hù)較好，這類鉛酸電池也只能用一年多就會(huì)失效。這種手電筒是將鉛酸電池與手電筒做成一體的結(jié)構(gòu)，失效后一般還不易更換。（二）工作原理：當(dāng)把手壓下去時(shí)通過(guò)手 柄上的齒條帶動(dòng)齒輪這轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪再通過(guò)輪軸上的齒輪帶動(dòng)，發(fā)電機(jī)構(gòu)的蓋子轉(zhuǎn)動(dòng)，蓋子中置有磁鐵，磁鐵隨著蓋子的轉(zhuǎn)動(dòng)向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，。在閉合回路中形成磁場(chǎng)中切割磁感線的現(xiàn)象，這樣就產(chǎn)生電流。內(nèi)有鋰充電電池，電能存儲(chǔ)在內(nèi)打開(kāi)開(kāi)關(guān)就會(huì)發(fā)亮。開(kāi)關(guān)打到1時(shí)由電池供電led亮,當(dāng)開(kāi)關(guān)打到2時(shí)led滅,若同時(shí)手壓機(jī)動(dòng)開(kāi)關(guān),馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)led亮,同時(shí)會(huì)給電池充電。二、環(huán)保健身led手電筒的基本結(jié)構(gòu)（一） 齒輪齒條齒輪

16、傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，型式多、應(yīng)用廣泛。其主要特點(diǎn)是：效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定等?？勺龀砷_(kāi)式、半開(kāi)式及封閉式傳動(dòng)。失效形式主要有輪齒折斷、齒面點(diǎn)銹、齒面磨損、齒面膠合及塑性變形等。 常用的漸開(kāi)線齒輪有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)錐齒齒輪傳動(dòng)、圓弧齒圓柱齒傳動(dòng)等。1.齒輪的構(gòu)造 圖3-332. 齒輪的基本參數(shù)通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算，確定了分度圓、齒頂圓、齒根圓、齒寬等主要尺寸以后，還需進(jìn)一步確定輪緣、輪輻和輪轂等的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。這些結(jié)構(gòu)形式和尺寸主要根據(jù)工藝要求和經(jīng)驗(yàn)資料確定。 直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可以將齒輪和軸做成整體的，稱為齒

17、輪軸。如果齒輪的直徑大得多，則應(yīng)把齒輪和軸分開(kāi)來(lái)制造。頂圓直徑 da500mm的齒輪可以是鍛造的或鑄造的。正確嚙合條件 一對(duì)漸開(kāi)線齒廓能保證恒定傳動(dòng)比傳動(dòng)，但這并不表明任意兩個(gè)漸開(kāi)線齒輪都能相互搭配并正確嚙合傳動(dòng)。漸開(kāi)線齒輪的正確嚙合條件是兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。這樣，一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比可寫成： 2=d2/d1=z2/z1）w1/wi= 安裝成節(jié)圓與分度圓相重合的一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的中心距稱為正確安裝的中心距或標(biāo)準(zhǔn)中心距，用a表示， a=m/2*(z1+z2) 應(yīng)當(dāng)指出，分度圓和壓力角是單獨(dú)一個(gè)齒輪所具有的幾何參數(shù)，而節(jié)圓和嚙合角是兩個(gè)齒輪嚙合時(shí)才出現(xiàn)的嚙合參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)齒輪只有在正確安裝時(shí)分度圓

18、與節(jié)圓才重合，壓力角與嚙合角才相等；否則，分度圓與節(jié)圓是不重合的，壓力角與嚙合角也是不等的。 （二）漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件 一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，前一對(duì)輪齒即將分離以前，后一對(duì)輪齒必須進(jìn)入嚙合。否則傳動(dòng)就會(huì)中斷。為了弄清楚連續(xù)傳動(dòng)應(yīng)滿足的條件，首先討論一下輪齒的嚙合過(guò)程。圖333中設(shè)o1輪為主動(dòng)，o2輪為從動(dòng)，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示。一對(duì)齒廓開(kāi)始嚙合時(shí)，應(yīng)是主動(dòng)輪的齒根部分與從動(dòng)輪的齒頂接觸，所以開(kāi)始嚙 合點(diǎn)是從動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)。當(dāng)兩輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，嚙合點(diǎn)的位置沿嚙合線移動(dòng)，o2輪齒廓上的接觸點(diǎn)由齒頂向齒根移動(dòng)，而o1輪齒廓上的接觸點(diǎn)則由齒根向齒頂移動(dòng)。終止嚙合點(diǎn)是主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線

19、的交點(diǎn)。這兩個(gè)交點(diǎn)的連線為嚙合的實(shí)際軌跡，故稱為實(shí)際嚙合線段。在分度圓上，一對(duì)齒從開(kāi)始嚙合到終止嚙合所經(jīng)過(guò)的弧線距離稱為嚙合弧，圖333中圓弧就是嚙合弧。 表示，即：e如果嚙合弧fg大于周節(jié)p，當(dāng)前一對(duì)齒正要在終止嚙合點(diǎn)分離時(shí)，后一對(duì)齒已經(jīng)在嚙合線上k點(diǎn)嚙合，故能保證連續(xù)正確傳動(dòng)。如果嚙合弧小于周節(jié)，則當(dāng)前一對(duì)齒在嚙合線上的e點(diǎn)終止嚙合時(shí)，后一對(duì)齒還未進(jìn)入嚙合。這時(shí)傳動(dòng)就出現(xiàn)中斷，并引起沖擊。由此可知，為了保證漸開(kāi)線齒輪連續(xù)以恒定傳動(dòng)比傳動(dòng)，嚙合弧必須大于周節(jié)。嚙合弧與周節(jié)之比稱為重合度（或重疊系數(shù)），用（347） 1.11.4。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，一般都能滿足這一條件。重合度愈大，表示兩對(duì)齒同

20、時(shí)嚙合的時(shí)間愈長(zhǎng)，傳動(dòng)愈平穩(wěn)。e在一般機(jī)械制造中常使標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸關(guān)系 模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)均取標(biāo)準(zhǔn)值，分度圓上齒厚與齒槽寬相等的齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。因此，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪有： /2（339）psep/2=m一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)正確安裝時(shí)，兩齒輪的分度圓是相切的，所以分度圓和節(jié)圓相重合，即d=d。由于節(jié)圓是嚙合節(jié)點(diǎn)確定的圓，因此，對(duì)單個(gè)齒輪不存在節(jié)圓的概念。 分度圓直徑d、齒頂圓直徑da 和齒根圓直徑df的計(jì)算式為： da =zm (340) da =d+2ha=2ha+z (341) df=d-2hf=(z-2ha-2c)m (342) 英美等國(guó)采用徑節(jié)作為齒輪幾何尺寸計(jì)算的

21、基礎(chǔ)。徑節(jié)為齒數(shù)與分度圓直徑之比。設(shè) dp 為徑節(jié)(in-1)，d 為分度圓直徑(in)，p 為周節(jié)(in)，z 為齒數(shù)，則： /p(in-1) （343）pdp=z/d= 模數(shù)m與徑節(jié)dp的關(guān)系可由式（337）和式（343）導(dǎo)出，即。a20。以后凡是不加指明，壓力角都是指分度圓上的標(biāo)準(zhǔn)壓力角a同一漸開(kāi)線齒廓上各點(diǎn)的壓力角是不相等的，離基圓愈遠(yuǎn)壓力角愈大。壓力角太大對(duì)傳動(dòng)不利。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分度圓上齒廊的壓力角 齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*如圖333所示，全齒高為齒頂高與齒根高之和，即h= ha*+hf。當(dāng)齒輪嚙合時(shí)，一個(gè)齒輪的齒頂圓與配對(duì)齒輪的齒根圓的徑向距離稱為頂隙，用 c 表示，c= h

22、f-ha。它的存在可避免一個(gè)輪的齒頂與另一輪的齒底相碰并可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。如果用模數(shù)來(lái)表示，則齒頂高和齒根高可分別寫為： ha= ha*m （338） hf=(ha+ c)m式中：ha*、 c*-分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，對(duì)于圓柱齒輪，其標(biāo)準(zhǔn)值如表319所示。 表319 漸開(kāi)線圓柱齒輪的齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù) 正常齒制 短齒制ha 10 08c 025 03直齒圓柱齒輪的基本參數(shù) 、齒數(shù) a決定齒輪尺寸和齒形的基本參數(shù)有5個(gè)：齒輪的模數(shù) m、壓力角 z、齒頂高系數(shù)ha及頂隙系數(shù)c。以上5個(gè)參數(shù)，除齒數(shù) z 外均已標(biāo)準(zhǔn)化了。 1.模數(shù)m p分度圓上的周節(jié) p 對(duì) 的比值稱為模數(shù)，用m（mm）表示，

23、即： （337）pm= p/模數(shù)是齒輪幾何尺寸計(jì)算的基礎(chǔ)。顯然，m越大，則 p越大，輪齒就越大，輪齒的抗彎曲能力也越高，所以模數(shù)m又是輪齒抗彎能力的重要標(biāo)志。我國(guó)已規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，表318為其中的一部分。 表318 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列（cb1357-87） mm 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 (30) 36 45注: (1)本表適用于漸開(kāi)線。對(duì)斜齒輪是指法面模數(shù)；對(duì)直齒圓

24、錐齒輪是指大端模數(shù)(2)優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。3. 齒條的特點(diǎn): 1)齒條同側(cè)齒廓為平行線,它在與齒定線平行的任一直線上具有相同齒距, 2)齒條直線齒廓上各點(diǎn)具有相同的壓力角,等于直線齒廓的齒形角,一般為標(biāo)準(zhǔn)值;當(dāng)齒輪齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí),齒輪分度圓與齒條分度線重合,嚙合角等于齒形角;齒輪以角速度轉(zhuǎn)動(dòng), 帶動(dòng)齒條以線速度直線移動(dòng). 中心距增大后，齒條遠(yuǎn)離齒輪軸心01移動(dòng)x距離(下圖虛線所示),根據(jù)齒條直線齒廓的特點(diǎn),嚙合線不會(huì)隨齒條位置改變而改變,故節(jié)點(diǎn)位置p也不變化,此時(shí),齒輪的分度圓仍然與節(jié)圓重合，嚙合角仍然等于齒條的齒形角,即等于齒輪分度圓上的壓力角;而齒條位置的改變使齒條

25、的中線與節(jié)線不再重合，齒側(cè)間隙j加大，頂隙增加。即：齒輪齒條正變位傳動(dòng)時(shí), （二）外殼環(huán)保健身無(wú)電手電筒外殼采用的是abs材料,abs 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 典型應(yīng)用范圍: 汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強(qiáng)度工具（頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，食品加工機(jī)，割草機(jī)等），電話機(jī)殼體，打字機(jī)鍵盤，娛樂(lè)用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。 注塑模工藝條件: 干燥處理：abs材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為8090下最少干燥2小時(shí)。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。 熔化溫度：210280；建議溫度：245。 模具溫度：2570。（模具溫度將影響塑件光潔

26、度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。 注射壓力：5001000bar。 注射速度：中高速度。 化學(xué)和物理特性: abs是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，abs是非結(jié)晶性材料。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。abs的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上百種不同品質(zhì)的abs材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例

27、如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。abs材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。2.abs材料外殼的加工工藝應(yīng)考慮：透明的abs 新材料具有高的流動(dòng)性和低收縮率, 故加工性能和產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性較好, 并且耐化學(xué)介質(zhì)的性能也較好, 因此, 透明的abs 新材料有潛在的能力成為聚碳酸酯的替代材料。由于我國(guó)對(duì)透明abs 開(kāi)發(fā)和應(yīng)用較晚, 在原料的開(kāi)發(fā)、成型設(shè)備與工藝研究等方面與國(guó)外相比還存在一定的差距, 使得生產(chǎn)出的注射制品透明性差, 達(dá)不到預(yù)期的效果。本文針對(duì)影響透明abs 的注射制品透明性的因素進(jìn)行探討, 并提出了相應(yīng)的提高透明

28、性的方法。2. 1 透明性一種材料的透明性好壞, 有許多性能指標(biāo)都需要考慮。常用的指標(biāo)有:透光率、霧度、折光指數(shù)、雙折射及色散等。在上述指標(biāo)中, 透光率和霧度是最為重要的2 個(gè)指標(biāo),主要表征材料的透光性。2. 1. 1 透光率透光率是表征樹(shù)脂透明程度的一個(gè)重要性能指標(biāo),一種樹(shù)脂的透光率越高,其透明性就越好。透光率的定義為: 透過(guò)材料的光通量與入射到材料表面上的光通量之百分率。2. 1. 2 霧度霧度又稱為濁度, 它可衡量透明或半透明材料不清晰或混濁的程度。霧度的產(chǎn)生是由于材料內(nèi)部或外表面光散射造成的云霧狀或混濁的外觀。霧度的定義為: 透過(guò)材料散射光通量與透過(guò)材料光通量之百分率。上面介紹的透光率

29、和霧度都是衡量材料透明性的重要指標(biāo), 兩者的關(guān)系如下: 一般來(lái)說(shuō), 透光率與霧度之間成反比關(guān)系, 即透光率高的材料, 其霧度低,反之亦然。2. 2 透明abs 的透明機(jī)理透明abs 是在普通abs 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,在其成分中添加透明劑來(lái)增加透明性。透明劑增加透明的原因是因?yàn)橥该鲃?clarifier) 是一種高效的成核劑。它的優(yōu)點(diǎn)是在縮短成核時(shí)間, 保持制品的機(jī)械性能的情況下得到最好的光學(xué)效果。透明劑能溶解在聚合物的熔體中形成均勻的溶液, 但比傳統(tǒng)的成核劑作為晶種要大幾個(gè)數(shù)量級(jí), 冷卻后, 透明劑則形成三元的“網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”。這種結(jié)構(gòu)作為晶核,增加成核的密度。同時(shí),形成這種“網(wǎng)格結(jié)構(gòu)”的“纖維”

30、其大小只有數(shù)千納米, 完全在可見(jiàn)光波長(zhǎng)的范圍內(nèi),因此,可以使制品透明。據(jù)molding system1998 年報(bào)道,美國(guó)dacial 聚合物公司開(kāi)發(fā)了一種稱為t- 140 的透明abs 新材料, 它具有88 %的透光率。2. 3 影響因素由于生產(chǎn)透明abs 制品,不僅要保證制品的尺寸精度、外觀質(zhì)量及強(qiáng)度等, 而且要保證制品的透光性,因此,透明abs 與普通abs 的注射成型模具和工藝參數(shù)上都有所不同,具有自身的特點(diǎn)。2. 4 模具透明abs 制品透明度的高低與模具的設(shè)計(jì)和加工精度密切相關(guān), 它直接影響制品表面的光學(xué)效果。為了得到所需形狀的高透明、高光澤的制品,在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面, 澆口的位置

31、及尺寸、楔緊塊的大小均應(yīng)重點(diǎn)加以考慮。在保證成本允許的情況下, 可以采用熱流道技術(shù), 設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)注意熱膨脹和隔熱這2 個(gè)問(wèn)題。模具的冷卻水道的排布應(yīng)盡可能均衡, 以保證制品的受熱均衡, 有利于制品的快速結(jié)晶。在模具加工中, 一方面要提高加工精度, 另一方面盡量提高模具型腔表面的質(zhì)量。首先應(yīng)使模具成型部分高度光滑, 成型表面鍍鉻或達(dá)到鏡面拋光, 以免成型表面粗糙, 無(wú)限多的不規(guī)則微孔和微劃痕影響光的折射度,從而影響制品的透明性。3.成型工藝3. 1 料筒溫度和噴嘴溫度與普通abs 一樣, 透明abs 在料筒中受到熱和剪切的作用塑化, 塑化的均勻性主要取決于溫度和受熱時(shí)間, 而料筒溫度直接影響到

32、物料的溫度和流動(dòng)性。為保證操作穩(wěn)定,塑化均勻,避免高溫下料團(tuán)在螺桿內(nèi)的滑移, 使壓力和注射量難于控制。同時(shí)避免注射過(guò)程中受高溫作用發(fā)生降解和助劑的分解。當(dāng)料溫太低時(shí),影響制品表面的光澤度,料溫高于240 以上時(shí), 霧度會(huì)增加, 透明性下降。為使經(jīng)料筒塑化的透明abs 高速流經(jīng)噴嘴和模具流道時(shí)達(dá)到最大流動(dòng)性和良好的充模性, 對(duì)于熔體流動(dòng)速率較高的物料, 料筒溫度應(yīng)控制得低一些。對(duì)于熔體流動(dòng)速率較低的物料, 料筒溫度則需控制得高一些。料筒溫度分三段控制, 從靠近料斗一端到噴嘴止,溫度漸漸升高,以使物料逐步塑化。噴嘴溫度一般略低于料筒前端溫度,過(guò)高時(shí)易發(fā)生流涎現(xiàn)象(不應(yīng)超過(guò)230 ) , 但噴嘴溫度

33、也不能太低, 否則會(huì)發(fā)生堵塞或冷料入模,影響制品透明性。3. 2 模具溫度模具溫度的高低影響制品的尺寸、性能、結(jié)晶度及其他工藝條件。透明abs 是結(jié)晶性聚合物,升高模溫能提高制品的密度和結(jié)晶度, 有利于力學(xué)強(qiáng)度及制品表面光潔度的提高, 但制品的模塑收縮率增大, 制品易變形。因此, 模具溫度不宜太高, 一般取4055 。但也不能太低,否則會(huì)出現(xiàn)固化不完全,使制品產(chǎn)生的各向異性大,并有氣泡、空隙等缺陷。為提高制品表面光澤度,減少不均勻收縮程度,模具表面溫度可保持在50 左右。3. 3 注射壓力和注射速度注射壓力和注射速度對(duì)物料的充模起著決定作用,注射成型透明abs 時(shí),為提高制品表面質(zhì)量,縮短固化

34、時(shí)間,從而增大透明性,應(yīng)采用較高的注射速度, 若加氮?dú)廨o助增壓裝置更理想。由于透明abs流動(dòng)性較好, 結(jié)晶速度快, 注射及保壓壓力不宜過(guò)大,以免邊緣產(chǎn)生霧狀,破壞透明效果。3. 4 成型周期透明abs 由于含透明劑, 結(jié)晶速度快, 固化溫度高, 完成一次注射所需時(shí)間比普通abs 短, 從而減少了成型時(shí)間,降低了產(chǎn)品成本。外殼形狀的設(shè)計(jì)是根據(jù)人手部各個(gè)穴位以及手握時(shí)力點(diǎn)位子來(lái)設(shè)計(jì)的。大部分輪廓都帶有弧面，使得手感好，又達(dá)到活血健身的效果。（三）彈簧彈簧剛度是指使彈簧產(chǎn)生單位變形的載荷, 扭轉(zhuǎn)彈簧的剛度，其表達(dá)式如下： 其中： t - 扭轉(zhuǎn)彈簧的扭矩； - 扭轉(zhuǎn)彈簧的扭轉(zhuǎn)角。1、彈簧剛度與彈簧特性

35、的關(guān)系圖a）所示的直線型彈簧，其剛度為一常數(shù)。這種彈簧的特性曲線越陡，彈簧剛度相應(yīng)愈大，即彈簧愈硬；反之則愈軟。圖b）所示的彈簧特性曲線為剛度漸增型，即彈簧隨變形量的增大其剛度越大，且在最大或沖擊載荷作用時(shí)，仍具有較好的緩沖減振性能，故多使用彈簧特性曲線具有該型曲線的走向。圖c）所示彈簧特性曲線為剛度漸減型，即彈簧剛度隨變形的增大而越小。為了在沖擊動(dòng)能一定時(shí)，獲得較小沖擊力，則應(yīng)使用具有剛度漸減型特性曲線的彈簧為宜。2.圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧有關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧有關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)選用范圍pa0006.0 q/ad 旋繞比c一般按下述范圍選?。簾峋韽椈?10； 冷卷彈簧414超出此選取范圍難制作旋

36、繞比c與曲度系數(shù)比k1對(duì)應(yīng)關(guān)系旋繞比c5.8曲度系數(shù)比k91.17旋繞比c6.66.87.67.888.59曲度系數(shù)比k1.09旋繞比c9.510111214曲度系數(shù)比k11.091.081.071.06旋繞比c與曲度系數(shù)比k1計(jì)算關(guān)系c=d/d, k1=(4c-1)/(4c-4)尺 寸 參 數(shù)彈簧直徑d規(guī)定范圍(gb1358-78)0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0

37、.45, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.5, 3, 3.5 4, 4.5, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80（第一系列）彈簧直徑d選用標(biāo)準(zhǔn)a類0.3,0.5,0.8,彈簧直徑d計(jì)算公式d=（10mnk1/bp ）1/3 mn為最大工作扭矩，bp為彈簧許用彎曲應(yīng)力，b類0.2,0.4,0.6 , 1c類除a類、b類以外所有在彈簧直徑d規(guī)定范圍(gb1358-78)之內(nèi)的數(shù)值彈簧中徑d規(guī)定范圍(gb1358-78)0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1,

38、 1.2, 1.6, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 200, 220, 240, 260, 280, 300, 320, 360, 400（第一系列）彈簧中徑d選用標(biāo)準(zhǔn)a類2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20彈簧中徑d計(jì)算公式d=d2-d,d2為彈簧外徑b類3, 5, 7, 9c類除a類、b類以外所有在彈簧中徑d規(guī)定范圍(gb1358-78)之

39、內(nèi)的數(shù)值材料選用標(biāo)準(zhǔn)a類65mn（碳素彈簧鋼絲）b類65mn(琴鋼絲) 、黃銅h62c類1cr18ni9、55si2mn、qsn3-1、qbe2等表面處理a類鍍鎳（熱處理rhc4550）b類鍍白鋅（熱處理rhc4550）c類發(fā)蘭、發(fā)黑、鍍彩鋅（熱處理rhc4550）標(biāo)記示例：215000系列產(chǎn)品扭轉(zhuǎn)彈簧d=0.5,d=8,h0=15,n=5,=120，材料為65mn，表面鍍鎳：扭轉(zhuǎn)彈簧215000 65mn鍍鎳（0.5*8*15*5 =120）彈簧類別產(chǎn)品編號(hào)材料表面處理主要尺寸參數(shù)(d*d*h0*n =)備注扭轉(zhuǎn)彈簧*65mn鍍鎳0.5*8*15*5 =120（四）led發(fā)光管1、led在照

40、明領(lǐng)域的前景l(fā)ed是發(fā)光二極管( light emitting diode， led)的簡(jiǎn)稱，不同種類led能夠發(fā)出從紅外線到藍(lán)光之間不同波長(zhǎng)的光線，近年來(lái)led最吸引人的發(fā)展是在藍(lán)光led上涂上螢光粉，將藍(lán)光轉(zhuǎn)化成白光的白光led產(chǎn)品。它不但能夠高效率地直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且擁有最長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)至10 萬(wàn)小時(shí)的使用壽命，同時(shí)具備省電、環(huán)保無(wú)汞、體積小響應(yīng)快速、高耐震、可應(yīng)用在低溫環(huán)境、光源具方向性、造成光害少、并且色彩飽和度高與色域豐富等優(yōu)點(diǎn)，因此led被稱為世紀(jì)新光源。作為繼明火和白熾燈之后的第三次照明革命，半導(dǎo)體照明（led）成為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。科技部國(guó)家半導(dǎo)體照

41、明辦主任吳玲在接受專訪時(shí)表示，半導(dǎo)體led作為節(jié)能、環(huán)保的主要技術(shù)，已納入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃與“十一五”國(guó)家“863”高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重大項(xiàng)目并給予大力支持。啟動(dòng)“照明工程”我國(guó)led產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模半導(dǎo)體照明正在引發(fā)世界范圍內(nèi)照明光源的一場(chǎng)革命。作為新型高效固體光源，半導(dǎo)體照明具有長(zhǎng)壽命、節(jié)能環(huán)保、色彩豐富、微型化等優(yōu)點(diǎn)，將成為人類照明史上的又一次飛躍。近年日本“21世紀(jì)光計(jì)劃”、美國(guó)“下一代照明計(jì)劃”、歐盟“彩虹計(jì)劃”、韓國(guó)“gan半導(dǎo)體發(fā)光計(jì)劃”等政府計(jì)劃紛紛出臺(tái)。面對(duì)半導(dǎo)體照明的巨大商機(jī)和發(fā)展前景，世界各國(guó)紛紛加緊立法，鼓勵(lì)使用節(jié)能型光源。歐盟、加拿大、澳大利亞和美國(guó)等分別將從2009、

42、2010和2020年開(kāi)始禁用白熾燈泡。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2008年全球led的應(yīng)用市場(chǎng)將從2004年的125億美元提高到500億美元。我國(guó)是世界照明光源和燈具生產(chǎn)第一大國(guó)，2006年行業(yè)銷售1600億元，但主要是中低端產(chǎn)品，僅占世界市場(chǎng)18%，大而不強(qiáng)。發(fā)展半導(dǎo)體照明，提升產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力意義重大。為此，我國(guó)于2003年10月啟動(dòng)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程，成立國(guó)家半導(dǎo)體照明工程管理辦公室，通過(guò)政策指導(dǎo)及鼓勵(lì)措施，推動(dòng)國(guó)內(nèi)led產(chǎn)業(yè)和照明工業(yè)的發(fā)展。目前，我國(guó)led產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力逐漸提高，器件可靠性研究位置愈發(fā)突出，測(cè)試方法與標(biāo)準(zhǔn)也漸行漸近，所有這一切均標(biāo)志著中國(guó)led產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)

43、展階段。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，中國(guó)led產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括外延片的生產(chǎn)、芯片的制備和封裝，以及l(fā)ed產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。吳玲進(jìn)一步介紹說(shuō)，“根據(jù)科技部“十一五”863計(jì)劃，國(guó)家在新材料技術(shù)領(lǐng)域“半導(dǎo)體照明工程”項(xiàng)目總投入經(jīng)費(fèi)3.5億元。從總體情況看，項(xiàng)目開(kāi)局良好，整體進(jìn)展順利，部分課題提前完成階段性目標(biāo)。100流明/瓦led制造技術(shù)提前完成階段性指標(biāo)，企業(yè)效益明顯提高，已經(jīng)具備可持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新的能力。截至2007年11月，項(xiàng)目承擔(dān)單位已申請(qǐng)專利241項(xiàng)，其中申請(qǐng)發(fā)明專利152項(xiàng)，申請(qǐng)國(guó)外專利17項(xiàng)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)投資近20億元?！睋?jù)統(tǒng)計(jì)，2007年，全國(guó)led顯示屏的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了72億元

44、，較2006年的50億元增長(zhǎng)了44%。2007年我國(guó)led芯片產(chǎn)值達(dá)到15億元，較2006年的10.5億元增長(zhǎng)43%；2007年我國(guó)led封裝產(chǎn)值達(dá)到168億元，較2006年的148億元增長(zhǎng)15%。led產(chǎn)量則由2006年的660億只增加24%，達(dá)到820億只，其中高亮度led產(chǎn)值達(dá)到120億元，占led總銷售額的71%。2007年我國(guó)應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)300億元，已成為led全彩顯示屏、太陽(yáng)能led景觀照明燈應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國(guó)，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。突破“專利圍城”爭(zhēng)奪led產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)就是標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)。由于led相關(guān)的專利權(quán)極多，對(duì)于擁有專利權(quán)的廠商，容

45、易在市場(chǎng)上造成壟斷局面，并讓其他廠商必須回避與其相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，而因而喪失市場(chǎng)先機(jī)，故對(duì)于研發(fā)能力不足的廠商，較難進(jìn)入本產(chǎn)業(yè)。由于我國(guó)在led領(lǐng)域里的高速發(fā)展，美國(guó)國(guó)際貿(mào)易委員會(huì)啟動(dòng)針對(duì)包括我國(guó)led企業(yè)在內(nèi)的“337”專利調(diào)查， 并申請(qǐng)普遍排除令和禁止令。一場(chǎng)搶占半導(dǎo)體照明新興產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)和話語(yǔ)權(quán)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)已經(jīng)打響。吳玲表示，日前在國(guó)家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟牽頭下，我國(guó)企業(yè)已迅速應(yīng)訴，已經(jīng)取得階段性的積極成果。在談及“337”調(diào)查對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)的警示，吳玲指出，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)逐步融入全球經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)程，國(guó)內(nèi)企業(yè)在加大自主創(chuàng)新，提高知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)的同時(shí)，要研究專利戰(zhàn)略，主動(dòng)出擊。為應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新局面，吳

46、玲表示，國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)推進(jìn)工作組已于2007年8月正式成立，目的是加快標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)推進(jìn)工作，建立標(biāo)準(zhǔn)體系，使我國(guó)半導(dǎo)體照明新興產(chǎn)業(yè)走上了一條具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的光明之路。近期，全國(guó)照明電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)10余項(xiàng)有關(guān)普通照明用led標(biāo)準(zhǔn)制定獲得批準(zhǔn)立項(xiàng)，預(yù)計(jì)全部項(xiàng)目2008年年底之前完成。據(jù)介紹，為了促進(jìn)我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)上下游、產(chǎn)學(xué)研合作，加快我國(guó)半導(dǎo)體照明專利戰(zhàn)略的建立，國(guó)家半導(dǎo)體照明研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專利池工作組將于今年6月底完成收集入池專利收集工作。根據(jù)“誰(shuí)參與誰(shuí)受益，不參與難受益”的原則，由國(guó)家資助項(xiàng)目中申請(qǐng)的專利自愿提供，以及適當(dāng)考慮對(duì)外購(gòu)買等形式；其次是繪制專利地

47、圖，建立我國(guó)的半導(dǎo)體照明專利戰(zhàn)略，工作組聯(lián)合技術(shù)專家、專利律師，先從支持“337調(diào)查”等類似專利糾紛應(yīng)訴開(kāi)始；最后是專利池的建設(shè)有助于搭建標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)無(wú)縫銜接的平臺(tái)，為國(guó)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。吳玲表示，要突破跨國(guó)企業(yè)的技術(shù)壟斷，我國(guó)led產(chǎn)業(yè)不但要逐步向外延片和芯片生產(chǎn)等技術(shù)含量和附加值較高、技術(shù)突破難度較大的領(lǐng)域取得突破，也應(yīng)該關(guān)注向?qū)＠m紛少的上游領(lǐng)域延伸。目前，奧運(yùn)會(huì)“鳥(niǎo)巢”、“水立方”等場(chǎng)館用的高亮度60lm/w 的led芯片已經(jīng)由國(guó)內(nèi)廠家提供，也徹底扭轉(zhuǎn)了國(guó)外高端led芯片壟斷國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的局面。這表明，我國(guó)led產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了買器件、買芯片、買外延片之路后，目前已經(jīng)真正具備了自主生產(chǎn)外延

48、片和芯片的能力。節(jié)能形勢(shì)緊迫走合作發(fā)展之路吳玲認(rèn)為，目前在半導(dǎo)體照明的應(yīng)用方面，正逐漸開(kāi)始功能性照明方面應(yīng)用。市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，從顯示向照明，從特殊照明向普通照明延伸。道路照明、隧道照明等室外照明市場(chǎng)將隨著led光效的提高與價(jià)格的下降而大面積應(yīng)用，農(nóng)業(yè)、軍事、航空等新的應(yīng)用領(lǐng)域也將逐步開(kāi)發(fā)出來(lái)。隨著能源緊缺問(wèn)題越來(lái)越突出，led的重要性和市場(chǎng)空間更加顯著。據(jù)2006年國(guó)家路燈行業(yè)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市道路照明共有1500萬(wàn)盞以上的路燈，近幾年的增長(zhǎng)率在20以上。照此估算，全國(guó)每年照明路燈的市場(chǎng)規(guī)模不低于50億元，如使用led路燈，每年可節(jié)電20億度以上。國(guó)家綠色照明工程促進(jìn)項(xiàng)目辦公室的專項(xiàng)調(diào)查顯示，我國(guó)照

49、明用電每年在3000億度以上，如用led取代，可節(jié)省1/3的照明用電，相當(dāng)于總投資規(guī)模超過(guò)2000億元的三峽工程的全年發(fā)電量。鑒于我國(guó)led產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，不論技術(shù)還是產(chǎn)能短期內(nèi)達(dá)到世界先進(jìn)水平都有相當(dāng)大的難度。要在國(guó)內(nèi)發(fā)展高亮led產(chǎn)業(yè)，可以充分利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的研發(fā)和生產(chǎn)力量，走合作發(fā)展的道路。這也和目前全球led產(chǎn)業(yè)購(gòu)并聯(lián)合的整體趨勢(shì)是相吻合的。吳玲稱，國(guó)際大公司通過(guò)縱連，即通過(guò)并購(gòu)來(lái)快速實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一市場(chǎng)營(yíng)銷策略的上中下游整合。臺(tái)灣企業(yè)借強(qiáng)大的規(guī)模制造、產(chǎn)業(yè)集聚和代工優(yōu)勢(shì)，通過(guò)橫合，即通過(guò)互利互惠的股份重組，合并同類企業(yè)，快速形成巨大的生產(chǎn)規(guī)模合快速搶占市場(chǎng)份額。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的全球化發(fā)展，是每

50、個(gè)企業(yè)都要面對(duì)和無(wú)法回避的。國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)規(guī)范股權(quán)架構(gòu)、加大研發(fā)，采取并購(gòu)和合作的方式將海外先進(jìn)技術(shù)引入國(guó)內(nèi)，可爭(zhēng)取與國(guó)際大廠基本在同一技術(shù)水平進(jìn)行產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。繼上海、廈門、大連、南昌和深圳成為首批五個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化基地，國(guó)內(nèi)封裝和應(yīng)用企業(yè)形成快速的市場(chǎng)適應(yīng)能力和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，我國(guó)大陸已經(jīng)成為世界上重要的led封裝生產(chǎn)基地。封裝及應(yīng)用，尤其是國(guó)際應(yīng)用產(chǎn)品加工有向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。吳玲表示，在封裝和應(yīng)用領(lǐng)域中國(guó)已經(jīng)完全有可能、有能力在高端市場(chǎng)占據(jù)一席之地，但必須加大產(chǎn)品的創(chuàng)新、加強(qiáng)品牌的培育。半導(dǎo)體照明是全球性的產(chǎn)業(yè)。目前全世界都在尋求解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源短缺的矛盾，給整個(gè)綠色照明生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)廣闊的市

51、場(chǎng)前景與新的機(jī)遇。2、led的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理 50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。led是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以led的抗震性能好。 發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的pn結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。pn結(jié)加反向電壓，少數(shù)載

52、流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱led。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從led陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 3、led的特點(diǎn) （1）電壓：led使用低壓電源，供電電壓在6-24v之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)所。 （2）效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80% （3）適用性：很小，每個(gè)單元led小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境 （4）穩(wěn)定性：10萬(wàn)小時(shí)，光衰為初始的50% （5）響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，led燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí) （6）對(duì)環(huán)境污染：無(wú)有害金屬汞 （7）顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。