量子节电技术范文

时间:2023-12-10 16:19:03

量子节电技术

量子节电技术范文第1篇

2011年米兰设计展(MilanoSalone 2011)加上Lumiotec 2011,有机EL被欧洲人形容为“上质的光”赞叹不已。而有机EL能够将照明与空间一体化的设计弹性,可以改造室内照明的新革命。

日亚化学之GaN系白光LED芯片的生产线扩充,2012年的生产能力能够达到500亿个的规模;是2009年的4倍之多。

韩商首尔半导体于2010年初的生产量约10亿个,预计2011年达22.5亿个。

其它,如欧商OSRAM还有紧追在后的中国制造商,都在增强生产能力。

LED照明设计 半导体照明新机运

先从韩国与日本双强的观察来说起。

韩国的强烈政府主导,强化对策育成新商机。超速增长的LED照明产业,带来新机运。不仅日本大型企业的存在感,好比说,东芝、日立、NEC、Sharp、Panasonic等。韩国奋力期望2012年成为LED产业强国前三强,在2008年揭露了“低碳、绿色成长”为未来该国的愿景,其内容不外乎三大要领:

・藉由新领域的扩大,对国家有所发展。

・提升人民生活质量与改善环境。

・对国际社会的气候变动,有所贡献。

LED的市场占有率,2008年的市场占有率8.3%,2012年提高到15%。首尔的公共机关计划全面更换LED,包含铁路营运也积极进行LED化。为了人才、材料、信赖性以及大型企业与小型企业的良性关系;韩国政府打出的方针是在大学新设LED照明应用设计的博士课程,大学也开设LED专门学科,积极实施LED关联的工程实习教育。光是“KS认证规格”中,就有9种关于LED照明的产品种类。

日本于2010年/4月施行的修定版本省能法,使得厂商白光LED出货量快速上升。若是用光束每流明(1m)的费用,很快就会追上日光灯;然后,追击传统省电灯泡。白光LED单价的滑落,据称每年还会以30%的速率滑落。每流明的成本在2015年之前就可以与传统省电灯泡并驾齐驱。若是再说LED照明是高单价的玩意,可就错了。而且,背后还有一道机关不能忽略,那就是LED的发光效率还会继续爬升。若是打开照明用高级品种的型录,130~1401m/W是当前水平,实际使用条件可能约110~1201m/W;若是安装照明器具之后的总体综合效率约1001m/w。2001m/W的白光LED,在2012年-2013年就可以见到;实际使用条件下到达2001m/W,不用5年就可以产品化。一旦低价格与高效率两立之际,LED照明的时代全面来袭。当然,目前支撑白光LED价格的主来源,该是液晶电视的背光源。LED照明是接棒而扩大引爆市场。

其次,与照明融合的技术,该是感应器与IT技术的提携,带动LED照明在“光质”上的变化,也就是另一波的控制技术战国时代。为何会持有这种观点呢?毕竟,白光LED的控制是毫秒(ms)或微秒(μs),与IT技术的整合性高。而对于投入电流明亮度追随性变化的连动,发挥适度调光的威力,当属感应器。与IT技术的提携,就隐含了照明的高机能化。比如说,利用网络来控制照明,对于IT企业或是研究机关,是相当有吸引力。再仔细想远一点,IPv6网络的活用,若是赋予IP地址,照明的控制将更无远弗届。

若是要硬说LED光源的缺点(不见得是缺点而是其特征),该是它是点光源,而不是面光源。而这个薄型的面光源特征,恰好由有机EL来接手。因此,白光LED与有机EL不见得是竞争的姿态,走向“适材适所”的可能性很高。

生产线的扩张最为有效的方式就与传统半导体一样,将晶圆大口径化并提高良率。当然,每批生产颜色的“均一性”问题必须能够在可接受的范围内。

白光LED的超进化论

白光LED绝对不仅于发光效率问题,其它诸如温度安定性、演色性等,也是图谋产品差异化的面向。不过,多数的人还是将焦点摆在“发光效率?至上主义”的数字竞赛。若是依据过去的历史足迹来观察,发光效率的年增率约在15%提升。但是,不要忽略了科技不是没有底线的,一般的观点,认为2601m/W可能是蓝光LED与黄色荧光体组合获致白光LED之限界领域。超越2001m/W是当前每家厂商的先行目标。

白光LED投入电力变换为光投射到外部的流程有三步骤,从此而知,发光效率提高的空间也尽在这三个过程之中,如何减少能量损失。具体来说,各式各样的改善对策之提案大约如下:

1 蓝光LED因为电力而发蓝光。可以改善的地方有电气阻抗的损失降低、发光层发生电子变光子的内部量子效率的改善,还有将光子从蓝光LED芯片取出的效率等。电气阻抗损失的指标,即是意指白光LED的顺向电压的下降。比如说,照明用途常使用的1w产品,从过去接近4V的顺向电压,降到当前2.9V-3.0V的程度。若是考虑蓝光的能量(2.75eV),以前投入的电力约有20%-30%因为电气阻抗而失去,现在的损失则约是5%的程度。

2 利用荧光体将一部份蓝色光变换为长波长的可见光。理所当然,能够提升之处即在于变换效率的改善。

3 蓝色光与波长变换经由封装,放出到外部的白色光。改进之路即是光取出效率。高级的品种约70%前后,实验室研究开发可到达90%的层次。

要实现超越2001m/W发光效率的目标,第1点的内部量子效率以及第2点的波长变换效率,必须有总体的对策。目前,内部量子效率约在50%-70%的水平。依据开发出每LED芯片10001m的飞利浦(Phiplis Lumileds Lighting)的说法,内部量子效率拉高到80%以上乃是必要的。

那有趣的问题就来了,究竟该如何下手来改善内部量子效率以及波长变换效率呢?若就内部量子效率来说,发光层材料GaN系半导体磊晶结晶的结晶质量改善或是发光层构造来下工夫。波长变换效率则是荧光体材料的改良或是开发新规的材料。

根据首尔半导体、三菱化学的数据;GaN系结晶的结晶面从现在的极性面变更为非极性面,可一口气提高内部量子效率。2012或许就看的见。

当白光LED厂商在图谋发光效率的课题时,面对急峻的开发时刻,却也存在着底下几个课题要去勇敢面对:

价格竞争力

要在价格上发挥效用,势必 要对白光LED的成本构造有个理解,才知道该如何来战。若是仔细来看Display Research的数据,白光LED的成本结构大致如下:

・LED芯片:62%。

・引线框架(lead frame):27%。

・人事费用:5%。

・处理费用:5%。

・胶带(tape):1.4%。

・树脂(PPA):0.1%。

・金线(Au):0.01%。

・荧光体材料:0.01%。

・封装材料费:0.002%。

・其它材料费:0.478%。

常用的手段是扩充生产线,或许蓝光LED芯片的小型化才是关键,也就是从晶圆取出的芯片数量。芯片若要小型化,还能有相同层度的亮度,势必要增加电流密度。可是,提升电流密度会有降低发光效率的“垂落(Droop)”现象加大能量损失。因此,在迈向芯片小型化的路径上,一定要有消弱“垂落(Droop)”现象的对策。当白光LED投入电流增大,每个LED的明亮度增加,也就是意味了照明机器所要搭载LED的数量。

针对照明用途的白光LED,使用降低“垂落(Droop)”现象的产品,已经出现在市面上。比如说,德商OSRAM OptoSemiconductor的“UX:3”技术,投入350mA时的光输出,约提升了10%。

“垂落(Droop)”现象的抑制,即是在蓝光LED芯片面内做电流均一化的处理,可能在发光层使用量子井的构造、提高结晶质量的效果。就欧斯朗的“UX:3”技术来说,蓝光LED芯片表面所设置的n传导电极移到芯片内部,图谋芯片面内电流密度的均一化。

电流密度局部高的个所不存在,提高密度提高显着的欧杰再结合(Auger recombination)减低。欧杰再结合是不伴随发光的电子与电洞再结合。这个抑制牵涉到内部量子效率的提升问题。

温度安定性

涵义是说不会因为温度高而降低性能。遽闻,白光LED目录上的发光效率值多数是在环境25℃下,以脉冲状(pulse)电流来测量的。蓝光LED芯片的发光部温度(接合温度),但是,实际使用于机器装置的场合,接合温度上升到85℃~100℃。一般的白光LED,与25℃的发光效率相比,约滑落10%~15%。不过,也有新的技术出现来抑制这个现象。好比说,飞利浦发表100℃动作恶化3%程度的制品,将放热性高的LED芯片在陶瓷基板上采用覆晶的方式,也采用量子井的构造来减轻内部量子效率的影响。

而日商Sharp于2011/3开始贩卖的照明用白光LED,也是将发光效率的温度变化压低。当投入大电力25W时,尽管接合温度抑制很难,其表面温度70℃的发光效率或光束,比起25℃,约滑落5%-6%。

照明用途的高演色性

照明光源有一个很重要的名词“演色性”,简单来说,光源对物体颜色呈现的程度就称为演色性CRI(color Rendering Index),也就是颜真的程度。“演色性”是一般照明器具光源常用的一个项目,为了与传统光源不会有不协调的感受,白光LED系以“演色性指数(CRI-colorrendering index”,简称为Ra数值,作为基准。

然而,随着照明用途的增广,单单是Ra不是足够,含有彩度高的绿色或红色等特殊演色性指数也受到期待。演色性通常是从荧光体来下工夫。然而,提供演色性往往落入发光效率滑落的困境。如何两立高演色性与发光效率,的确是厂商面临的挑战。三菱化学提出非极性GaN基板的利用。

产品之间颜色的“均一性”

均一性问题是LED照明器具厂商不可忽视的课题,毕竟,会使用多数个LED部件,若是彼此之间存在了色度差异性,就难以获得白色的均一性。通常,白色LED的均一性,通常是使用“麦克亚当椭圆(MacAdam Ellipse)”色度差评价。多数是使用6阶(step)以内,也有4阶以内或2阶以内的产品。比如,美商Cree就有两阶的产品。

至于白光LED部件之间的偏移降低手段,各个公司有其手段。比如说Cree选择的方法是蓝光LED芯片批覆荧光体层为白光LED之后,将多数个芯片收那在封装中,经由全白色LED芯片发光频谱的重迭,图谋发光频谱的平均化。

每个封装平均取出的光束大小

光束的大小,瞄准每个封装超越10001m的水平。对于产品装置商来说,使用多数个LED的白光LED,可以减少零件数量,装置的设计自由度比较好。

市面上,超过10001m的白光LED,也出现在市场上。比如说,日商Citizen所贩卖的CL-L340系列,当投入41.9W的大电力时,光束达43901m;它是搭载200个蓝光LED芯片。未来的视野,期待搭载400个芯片时,一个封装可以获得100001m。

至于日商Sharp所开发的照明LED部件,当投入25.9W时获得23701m的光束,色温度3000K、Ra为83;实现室内照明所需要的条件91.51m/W,它是使用个自社所开发提高内部量子效率的多数个蓝光LED芯片。

无论是哪一个项目,与发光效率均有某种程度的取舍关系(tradeoff),加减是微妙的尝试。

照明与IT技术的融合――光质的战国时代

早期照明着重于光量,随着与IT技术的融合,开始重视光质的表现。不难判断由于各种不同产业的涌入,启动了照明产业的大变革。

大地震带来的节电效应,有机会是日光灯的替换潮。不单是如此,更富有改变“生活风格(life style)”的潜力。具体地说,就是卓越的调光及调色。以传统日光灯来说,0%~100%的完全调光很难实现,LED却是一件简单之事。况且,日光灯低光量点灯的场合,发光寿命变短;点灯之后也需要时间来让光量安定化。

3月/11日大地震之震灾,振醒了昔日“光量过剩”的浪费,开始思考光的适时(Just in Time)运用。我们可以观看IDEC所导入的实际案例来看节电的效果。假设使用全用日光灯的消耗电力为基准:

・利用手动On/Off、没有调光:节电26%。

・手动的照度最适化:节电41%。

・感应器连动自动调光:节电52%。

遽闻,大家商社的仓库导入感应器连动的LED照明,有节电80%的亮丽成果。

不局限于调光,实现改变色温度的调色机能,也变动了LED照明器具的型态。无妨这么说,光源的配置越来越近似显示画素的配置。

就以Kokuyo于2010年/10月开始贩卖的Intelligent Work Lighting为例,它的特征大致上有:

・照明从“一齐亮灯”到“个别亮灯”。

・确保必要的照度、提供快适的光环境。

・不在局限于天花板、简单容易导入。

以上这些说明是要阐明一件事情,“照明与IT技术的融合”会激起业界的变化。因感应器连动实现自律或自动的LED调光系统之实现,需要联系LED照明与感应器之通信系统,而控制?管理端末群的各种技术与装置机器也是必要的。这个市场规模宛如美商西部开拓期,不单是照明器具业者,各种不同领域的业者会虎视眈眈,比如说,知名的IKEA等。

既然如此,浮出有趣的问题;那就是通信与控制规范问题。虽然,欧洲有DALI两线式的规格,实际上多数厂商之间的产品相互接续性根本没有。在国外有大楼能源管理系统BEMS(BuildingEnergy Manager System)规范、舞台照明规范等。还有令人惧怕的因特网IP通信协议。当IPv6来到之际,各个感应器赋予IP地址,应用的空间就看想象了。

有机EL――丰姿迷人的光彩

2011年米兰设计展,有机EL照明让欧洲人赞叹不已。欧洲人以“上质的白”来形容。它具有“面发光”、“透明”等特征。尤其在装饰光或是气氛光的用途上,魅力无尽,与家具、装潢的搭配,是LED照明难以匹敌之处。

若是关键性生产技术可以利用树脂基板,采用涂布的处理,那么,神也会赞叹的“弯曲式照明”也就会进入实用化;价格问题也解决了。

结语

总之,白光LED的完整事业线是材料芯片制造封装模块照明器具客户服务。以日商Citizen所贩卖的模块为例,不使用AC-DC变换电路,直接用交流来点灯。对于照明器具的厂商来说,省却掉电源电路的设计,开发期间缩短,却也降低了竞争者参入的门坎。将来各种异业竞争的危险性机率非常高。

量子节电技术范文第2篇

探寻一直是他生命中的主旋律

生于抗战胜利时期,长在新中国成立年代的庄国明,骨子里就有中华祖先所具备的探索精神和坚韧的性格。曾就读于南京工学院原子能专业,曾师从王大衍、汤定元、韦钰院士,毕业后从事伪装、水声、红外技术;1973年后主攻远红外、纳米超导和量子技术研究,并且一直持续了四十余年。纳米远红外量子技术的基本原理就是:世界上任何有机物分子,即含有C、H、O、N的原子基团(具有非偶极变化),它们在振一转运动中的基频,全在于2.7――25μ波段中,当我们发射这个波段中的某个特定波长与之共振时,即基团达到共振吸收,它们的运动将由基频态进入激发态的高能级,由于这个特定波长的量子能量只有0.1ev数量级,不会改变它的基本特征,但他们的运动处于最佳能级状态,内能高,生命力旺盛。

如今,庄国明已成功注册和授权的发明专利及实用专利多达138项,其中包括许多中国第一的产品,获得国内外该领域学者的一致肯定。他研制的“CYT-6X超声波鱼群探测仪”荣获巴拿马国际金奖,参与研究的“海底地貌仪”为我国测绘了第一张自己的海图。“火车轮轴红外测温仪”也为我国红外测温奠定了基础。“远红外材料与元件”、“远红外粮食烘干机”,受到全国首届科学大会嘉奖并参加首届科学大会,成为全国首批国务院科技干部局签发的工程师。“远红外理疗灯”(神灯),太空舱等至今近四十多年还在医疗保健美容行业使用。“水活化小分子化技术”获国家发明二等奖。“远红外食品糕点烤箱”,各类工业、农业、医学、化工、加热、干燥、固化、脱水的远红外应用,在20世纪70年代中期,掀起了中国第一波节能节电高潮,并成为国家经委远红外研究室主任,暨全国巡回展览推广组组长,“远红外环保节油装置”获香港国际新技术新产品博览会金奖,“纳米远红外辐射材料”还获得香港中华专利技术博览会金奖,上海世博会和中国石油推荐的优秀节能产品。“无烟囱零排燃烧装置”及“氢氧助力燃烧装置”,“无烟囱零排垃圾、秸秆燃烧锅炉、无污水、废气、粉尘排放”并受到中央电视台(CCTV)朝闻天下,环保频道长时间专题报道,为解决雾霾做出重大贡献,受到央视网、南方卫视TVS3采访宣传,还有各类家居生活产品,量子杀菌净味产品,健康理疗及农业用水,生活饮水,医疗用水的小分子能量产品。

随着我国农业施用化肥、农药带来的弊端日益凸显,庄国明深刻感受到创新农业生产方式,减少农业污染迫在眉睫。于是,自2000年后开始,他专注于农业的相关,并创造性的提出“量子生态农业”。在种养殖中,修改了农业八字方针,增加了“光和菌”二字,提出农业十字宪法。不用化肥、农药、激素、抗生素,采用快速土壤改良,水活化,生态能量饲料,生态能量肥,不用转基因种(苗)优化复壮种(苗),转光技术,吸收大气和工业废气中N、CO2的富碳富氮技术及土壤中残存磷、钾、微量元素技术,脱氨、氮技术,使农业生产产量大幅提高,成本大幅降低,且农业产品中没有(或低于国际标准数倍)重金属、农残,克服了石化农业的化肥,农药带来的农残、重金属、毒害元素的恶果和有机农业带来的重金属,氨氮超标产生的亚硝酸盐致癌物,种出的大米、小麦、瓜果、蔬菜、中草药均能达到优质生态与金奖,养的知明富硒量子鸡、量子猪完全没有抗生素、激素、重金属,不打针、不吃药,鸡的胆固醇低至100PPM以下,经大量人群品尝和权威检测,均达最佳水平。

2012年,庄国明成为中国农业高科“量子新能生态农业综合技术项目起草人”,并入编2012年“中国农业年监”,被誉为“中国量子生态农业之父”,被全国人大通过,党中央认可,十三中全会公布。如今,已过古稀之年的他仍带领广州知名远红外员工研究践,在湖南常宁成立大自然农业与市长签订430km2的全国生态农业发展示范区,全方位推行生态农业的构想,在三、五年内可初见成效。同时与中农利众、中农汇金、平顶山大自然、北京巨人行、江西寻乌县绿之源生物科技有限公司发展林下养鸡一千万只,三万亩量子水稻,六万亩龙脑樟,十万亩南瓜及农村废弃秸秆、动物粪便(无臭无味)全部回收利用循环统筹等。

另外,早在1976年,庄国明就基于自己的研究组织了“中华远红外理疗协作组”并出任组长,研究五万个病例,提出“量子医学”,践行食疗治未病、内病外治。除了自己一生没有进过医院,不打针、不吃药、医保卡没有花过1分钱;他还为周边朋友圈采用量子医学理疗,各类疑难杂症,三高及癌症晚期的人们,95%以上都从死亡线上拉回来,既不打针、也不吃药,就是量子理疗加上食疗,或内病外治就可以根除不复发,他因此被称为“中国量子医学之父”。

癌症不是病,不能用病用药去治。它不过是人体正常细胞基因变异啦!解决它就是用量子技术杀灭掉,清理掉。自2000年起他已免费救活医院晚期患者(发病危通知书的)近2000人,十几年再查竟未发现癌细胞。(最多的是广州五大医院发通知的,2000年开始花掉208万和一个工厂,最严重的已经不能喝不能排的,最大年纪是87岁。)方法就是量子技术所使用的设备及产品全部自己研究制造改装,而且理疗不用住院,全程不超过2个月,回家自调就能康复,能正常上班。“三高”“四高”不是病,连血液引起的红斑狼疮、肾衰竭等也不是病。

名利只是他人生中的配音

创新的过程总会承受很多质疑和毁誉,庄国明也不例外,在他科研创新的几十年中,他很多努力都不被人信服,但他从没有向国家和老板要过钱,没以专利技术和人家合作过。全凭自己筹借、节俭。他说:“上天安排我们降生,是要我们完成某项使命,奉献给全人类享用”。对于自己的人生,他坦然处之:“人生多少事,尽在笑谈中,今日少人信,权势名利空,坎坷研究路,艰辛创业途,血泪汗全注,生命去匆匆。”

为了完成“人人都能喝上活性能量水,吃着生态能量食品,吸到无菌负离子空气,穿上保健能量衣,住进环保能量房,睡在长寿能量床,医保不花一分钱,健康长寿享天年。”的夙愿,庄国明足迹踏遍全国,到上海市“科委、农委”,甘肃省“政协、人大、政府”,西安、武汉、广西、贵州、重庆、大连、浙江、福建、广东、江西、河南等地也应邀讲学、试验、推广量子技术应用,以及三中全会首肯的生态农业。

作为“中国远红外行业标准起草人”,庄国明四十多年来,先后制定了远红外行业、量子医学、量子农业、建筑环保、电磁防护、量子生活、增能减排等20多类标准,以及100多项产品和方法,近来又在制定量子生态农业生产标准,为农业生产立体化、机械化、科学化、标准化创造条件。他的事迹曾被国内外几十个电视台、报刊、杂志、几千个网络报道。他还凭借着自己一系列的发明创造获得了许多荣誉,“建国六十周年全国百名优秀发明家”,“2006年中国乡镇品牌建设十大功勋人物提名奖”,“建国60周年创新人物”奖,“国医名师”奖,入编大型文献:中央党校“闪光的足迹”,文化部“中华脊梁”,专利局“中华优秀发明人及其专利技术精选”,“中国专利发明人年鉴”,中国科学院“中国科学家列传”,中国科协“影响中国的学者”,全国高科CHC授予“全国远红外行业质量管理督察”。

量子节电技术范文第3篇

关键词:发光二极管;荧光灯

中图分类号:J914 文献标识码:A 文章编号:

引言

伴随着全球节能减排的盛行,环保和节能成为市场热点, 在此技术上我国也有了自己的技术和产业发展思路:抓住照明产业革命的历史机遇,坚持政府引导,以企业为主体和市场化运作原则,以技术创新为核心,机制创新为保障,在解决市场继续的产业化技术的同时,加大对重大关键技术研发的投入,集中力量,重点突破,实现跨越式发展。

一、发光二极管

发光二极管(LED),是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。 发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。目前,发光半导体材料主要由III-V族元素组成,例如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs),氮化镓等等。

LED具有以下特性:

1、高效节能:以相同亮度比较3W的LED节能灯333小时耗1度电,而普通60W白炽灯17小时耗1度电,普通5W节能灯200小时耗1度电。

2、超长寿命:半导体芯片发光,无灯丝,无玻璃泡,不许震动,不易破碎,使用寿命可达五万小时。

3、健康:光线健康光线中含紫外线和红外线少,产生辐射少(普通等管线中含有紫外线和红外线)。

4、绿色环保:不含汞等有害元素,利于回收,普通灯管中含有汞等元素。

5、保护视力:直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪)

6、安全系数高:所需电压、电流较小,安全隐患小。

7、市场潜力大:低压、直流供电,太阳能供电。

传统的LED主要应用于信号显示领域、建筑物航空障碍灯、航标灯、汽车信号灯、仪表背光照明,如今娱乐、建筑物室内外、城市美化、景观照明中应用也越来越广泛。但是目前LED光源的寿命还不能达到所标出的100,000小时,实际寿命约在50,000小时左右,这主要与其散热方面的问题有关。在很小的空间里,随着功率的加大,半导体组件就会过热。再者,白色LED还不能达到普通灯泡所具有的亮度。

LED应用前景广阔,就拿白光LED来讲,不过在讲白光LED之前,我们先看看目前所用的照明灯光源的状况:白炽灯和卤钨灯,其光效为12 lm/W~24 lm/W;荧光灯和HID灯的光效为50 lm/W~120 lm/W。对白光LED:光效为15 lm/W~50 lm/W,比一般家用白炽灯或卤钨灯相近甚至还高,这完全能达到照明领域的需要。而且随着LED照明的技术日趋完善,逐步发展到大功率的LED,采用大功率LED为光源,人的视觉效果柔和、均匀,并且大功率LED均采用恒流驱动,无频闪,长时间工作环境下眼睛没有疲劳感,是未来绿色照明产品。 众所周知,目前中国能源日益紧缺,然而LED照明可大大达到节电目的,据有关资料理论测算,全国大概只要有1/3的白炽灯被LED灯取代,每年就能为国家节省用电近1 000亿度,相当于一个三峡工程的年发电量。

二、荧光灯管的结构及其放电发光原理

荧光灯管,属低压气体放电发光的新型电光源。因具有光效高、节能、显色性能高等技术特点,被制做成U型管、螺旋管、环型管、细管径直管等形状的节能灯,广泛地应用于室内外环境照明。

但是在实际照明中,荧光灯管的亮度会慢慢地变暗,照明质量降低。这种现象实际上就是荧光灯管光衰现象。

(一)荧光灯管分类:

1、荧光灯管按气体放电性质来划分:有热阴极弧光放电型和冷阴极辉光放电型两大类型。应用于照明领域的荧光灯管,都属于热阴极弧光放电型荧光灯管。

2、按管径大小分

1)直管型荧光灯管按管径大小分为:T12、T10、T8、T6、T5、T4、T3等规格。规格中“T+数字“组合,表示管径的毫米数值。其含义:一个T=1/8英吋,一英吋为25.4mm;数字代表T的个数。如T12=25.4mm*1/8*12=38mm。

2)荧光灯管管径与其电参数的关系:

①荧光灯管,管径越细,光效越高,节电效果越好。

②荧光灯管,管径越细,启辉点燃电压越高,对镇流器技术性能要求越高。

管径大于T8(含T8)的荧光灯管,启辉点燃电压较低。相对于220V、50Hz工频交流电,符合启辉点燃电压小于1/2电源电压定律。可以采用电感式镇流器,进行启辉点燃运行。

管径小于T8的荧光灯管,启辉点燃电压较高。相对于220V、50Hz工频交流电, 不符合启辉点燃电压小于1/2电源电压定律。不能采用电感式镇流器,进行启辉点燃运行。管径小于T8的荧光灯管,必须匹配电子式镇流器。由电子式镇流器,产生启辉高压,将荧光灯管击穿点燃。尔后,由电子式镇流器,驱动荧光灯管点燃运行。

(二)荧光灯管结构:荧光灯管有:玻璃管、灯头、灯管阴极、发光荧光粉、放电气体五大部分组成。

1)、玻璃管:玻璃管是荧光灯管的主体,也是荧光灯管的外壳。其内壁用于涂敷发光荧光粉。

2)、灯头:灯头主要用于固定支撑灯管阴极,和实现荧光灯管与灯架的电气连接。

3)、灯管阴极:灯管阴极又有导丝、灯丝、电子粉三部分组成。灯管阴极主要功能,是预热荧光灯管、发射电子、促使放电气体电离,启辉点燃荧光灯管。

4)、发光荧光粉:发光荧光粉主要是吸收紫外线,通过量子转换,将紫外线辐射转换为可见光。

5)、放电气体:放电气体由氪(Kr)、氩(Ar)和汞(Hg)惰性气体组成。主要用于荧光灯管,通过气体电离产生紫外线辐射。

(三)荧光灯管放电发光原理:

荧光灯管放电发光原理:荧光灯管通交流电后,由阴极灯丝产生交变电场。管内的汞(Hg)气体,在交变电场和阴极灯丝发射的电子共同作用下。汞(Hg)气体原子不断地获得能量,从原始基态被激发成激发态,而后由激发态返回到原始基态。汞(Hg)气体在这个基态-激发态-基态,能量变换过程中。将交变的电场能量转变为253.7nm的紫外线辐射(同时产生185nm的紫外线辐射)。荧光灯管内壁上的发光荧光粉,吸收253.7nm的紫外线辐射能量。通过量子转换,将253.7nm紫外线辐射转换为可见光。

三、结束语

量子节电技术范文第4篇

关键词:LED路灯技术优缺点道路照明应用

一、LED路灯发展历程及发展现状

LED(Light Emitting Diode,发光二级管)即半导体照明光源。它是一种基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源。LED发展历史已经几十年,但在照明领域的应用还是新技术。直到2006年6月,日亚化学光效100lm/W的白光LED之后,LED照明才慢慢发展起来,在这之前,LED照明应用主要停留在实验室阶段,特别是白光LED的研究一直未能取得有效突破。可以说,2006年6月日亚光学的高光效的白光LED在LED照明领域是一个历程碑,在这之后,白光LED的光效不断取得突破。

2006年7月,Cree开发出发光效率达131lm/W的白光LED; 2006年12月,日亚白光LED发光效率增至150lm/W; 2006年12月,艾笛森单芯片白光LED最高亮度250lm;2007年1月,Lumileds 白光LED电流350mA下光效达115lm/W;2007年2月,CAO Group Dynasty系列LED光效达100lm/W;2007年8月,欧司朗光效达85lm/W的红色及橙色系LED;2007年9月,西铁城电子开发出540lm照明用白光LED;2007年9月,日亚化学350mA时光效134lm/W高功率白光LED;2008年10月,Cree光效达157lm/W的白色LED。

随着LED光效的不断提高,大功率的LED路灯也随之逐步的推广开来,大有星星之火、可以燎原之势。在中国多个大中城市,将LED路灯的推广作为节能减排的一项重要工作来抓。广东省从2009年起,开始大规模实施“千里十万”LED路灯产业化示范推广工程,建设总里程1500公里左右、规模约10万盏的LED路灯示范推广工程;成都计划实施1.5万盏LED路灯推广项目;石家庄将推广使用8000盏LED路灯;扬州计划两年投入3.3亿元应用5万盏LED灯具升级城市道路照明。厦门计划两年推广3万盏LED道路照明灯具;山东省潍坊市于2006年开始实施LED照明示范工程,安装LED路灯已超过3万盏。新建道路和公共场所一律安装LED灯,到2011年已累计安装LED路灯10万盏。

二、LED路灯的技术分析

( 1)LED发光机理:PN结的端电压构成一定势垒,当加正向偏置电压时势垒下降,P区和N区的多数载流子向对方扩散。这些电子与价带上的空穴复合,复合时得到的能量以光能的形式释放出去。

(2)LED发光效率:一般称为组件的外部量子效率,其为组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积。

(3)LED电气特性:电流控制型器件,负载特性类似PN结的UI曲线,正向导通电压的极小变化会引起正向电流的很大变化(指数级别)。

(4)LED光学特性:LED发光亮度与正向电流近似成比例。电流增大,发光亮度也近似增大。另外发光亮度也与环境温度有关,环境温度高时,复合效率下降,发光强度减小。

(5)LED热学特性:小电流下,LED温升不明显。若环境温度较高,LED的主波长就会红移,亮度会下降,发光均匀性、一致性变差。

(6)LED寿命:LED的长时间工作会光衰引起老化,尤其对大功率LED来说,光衰问题更加严重。在衡量LED的寿命时,仅仅以灯的损坏来作为LED寿命的终点是远远不够的,应该以LED的光衰减百分比来规定LED的寿命,比如35%,这样更有意义。

三、LED路灯同传统高压钠灯优缺点对比分析

目前,我国的道路上采用的照明光源绝大部分采用的都是高压钠灯,高压钠灯作为传统的照明灯具,具有自己特有的优势:

(1)技术成熟,应用广泛,其特性为业界所了解。产品性能稳定,钠灯光源光色温合适(钠灯色温一般在2200K左右),透雾性能比较好。

(2)钠灯光效高,光效高达150lm/W(600W高光效高压钠灯)。

(3)新型产品不断推出市场,灯具各项技术不断的改革和更新。目前该类产品的配光曲线已得到优化,镇流器能耗已有所降低,特别是新型的电子镇流器的能耗只有其配套光源功率的5%。

(4)高品质产品的品牌较多,有很多应用实例可进行对比选用。

(5)灯具维护容易,产品通用性很强。而且产品价格合理。

LED路灯作为新型的照明光源,其具有的优势有:

(1)LED路灯显色指数高,便于夜晚车辆、行人的辨识。

(2)LED路灯的光衰小,一年的光衰不到3%。

(3)LED是低压器件,驱动单颗LED的电压为安全电压,所以它是一个比使用高压电源更安全的光源。

(4)寿命长:能使用3-4万小时以上。

(5)LED不含有害金属汞,不会对环境造成危害。

(6)LED的启动时间仅为几十钠秒(ns),也不存在重新启动的等待时间,LED灯具可以正常工作在连续开/关状态。

(7)LED路灯有独特的二次光学设计,将LED路灯的光照射到所需照明的区域,进一步提高了光照效率,以达到节能目的。

当然,LED路灯与传统高压钠灯相比较起来,各自的缺点还是比较明显的,如高压钠灯灯具寿命较低,维护成本高。钠灯光源中含金属汞、金属钠,后续废品处理对环境污染大。电感式镇流器自身能耗较高,功率因数较低。实际耗用的功率较多。

而LED路灯的缺点在于造价高,不利于大面积推广。光线穿透力差,尤其在雨雾天气时适应性差。色温偏高,光效低。LED色温一般在5000K左右,大功率LED灯具的整体光效为70~80lm/W。另外,受制于技术上的限制,目前LED路灯功率还不能做得很大,这影响到在一些需要大功率照明的场所的应用。

四、LED路灯在道路照明中的应用

LED路灯作为一种新型的照明光源,国家还没有相关的技术条文来规范LED路灯的应用,那么在实际LED路灯的应用上,一般参考《城市道路照明设计规范》(CJJ45-2006)中对路面照度的要求来确定选用的LED路灯的功率。

根据照度计算软件的计算以及笔者实际应用中的经验,LED路灯要达到传统高压钠灯的照度的要求,其功率对比如下:

1、70W LED路灯可达到150W高压钠灯照度要求;

2、112W LED路灯可达到250W高压钠灯照度要求;

3、196W LED路灯可达到400W高压钠灯照度要求。

现以196WLED路灯为例,道路为双向六车道,路面为沥青,灯杆高度10米,通过DIALUX软件计算的照度见下图:

道路横断面图

DIALUX软件计算结果

通过对上述结果进行分析,道路的平均照度能达到25lx,能够满足规范要求。

五、LED路灯节电效率

通过上述高压钠灯与LED路灯的替代关系,可计算出LED路灯的节电效率如下:

70WLED路灯:(150*1.2-70*1.1*1.09)/150*1.2=53.4%

112WLED路灯:(250*1.2-112*1.1*1.09)/250*1.2=55.2%

196WLED路灯:(400*1.2-196*1.1*1.09)/400*1.2=51.0%

说明:高压钠灯镇流器损耗功率按20%计,LED光源的损耗功率按9%计,LED电源的损耗功率按10%计。

通过上述节电效率计算,LED路灯相较传统的高压钠灯能节能50%以上,其节能效益比较高,具有广阔的发展前景。

六、总结

通过上述分析,LED路灯作为一种新型的节能光源,其具有得天独厚的优势,而且,随着技术的不断进步,其逐步取代传统的高压钠灯已是大势所趋。目前,LED路灯正逐步被人们所认同,全国各地都在进行LED路灯的试点,而且取得了不错的效益,相信不久的将来,随着造价的降低及光效的提高,LED路灯必然会得到普及。

参考文献:

[1] 《城市道路照明设计规范》(CJJ45-2006)

[2] 陈晓华、刘炜,LED照明一道路灯具[J];照明工程学报;2009 第21期

[3] 陈云生,发光二极管道路灯[J];光源与照明;2010 第4期

[4] 李志敏、朱小清、汪然、薛平,LED路灯的光学系统研究与设计[J];激光杂志;2009 第5期

量子节电技术范文第5篇

2.中小功率陶瓷金卤灯的调光特性研究陈令,李炜,施水军,刘婕,张善端,ChenLing,LiWei,ShiShuijun,LiuJie,ZhangShanduan

3.CCD校准用LED光源的阵列分布研究王学仁,董威,刘刚艳,WangXueren,DongWei,LiuGangyan

4.基于高频电感耦合的等离子体无极光源技术彭妙颜,PengMiaoyan

5.节能灯γ-Al2O3保护膜涂膜探讨魏冰,WeiBing

6.1W级白光LED光源相关问题探讨中国照明电器 侯明月,齐文涛,齐家,邓周虎,HouMingyue,QiWentao,QiJia,DengZhouhu

7.信息动态

8.光伏无线LED艺术灯系统设计李瑞锋,胡清,王周让,LiRuifeng,HuQing,WangZhourang

9.能抑制汞原子回吸的固汞朱升和,安恩森,ZhuShenghe,AnEnsen

10.太阳能灯相关专利简介陶梅

11.聚焦LED灯具和LED光源的基本概念施晓红,陈超中,李为军,王晔,ShiXiaohong,ChenChaozhong,LiWeijun,WangYe

12.LED道路照明前景展望张璟,ZhangJing

1.陶瓷金卤灯电弧管封排设备真空系统的设计刘超,吕家东,LiuChao,LvJiadong

2.消除荧光灯燃点中暗区的研究乔更新,陈新明,王容,谢誉成,谢友谊,刘春渡,QiaoGengxin,ChenXinming,WangRong,XieYucheng,XieYouyi,LiuChundu

3.驱动白光LED技术综述彭龑,李晓寒,何华平,PengYah,LiXiaohan,HeHuaping

4.节能灯低汞化技术探讨邓雪梅,DengXuemei

5.铁氧体PFC电感的计算吴树谊,谈雪梅,WuShuyi,TanXuemei

6.电子粉品质现状与发展前景成祥源,ChengXiangyuan

7.浅谈灯具设计及其关注点张继晃,ZhangJihuang

8.信息动态

9.陶瓷金卤灯国家标准技术参数分析郑培,吴永强,ZhengPei,WuYongqiang

10.2009年国外照明电器新进展(Ⅴ)张璟,ZhangJing

1.功率型LED光通维持寿命的预测陈超中,李为军,施晓红,王晔,ChenChaozhong,LiWeijun,ShiXiaohong,WangYe

2.含有放射性物质的光源产品的监管和豁免李大明,贾铁军,张海波,李汉军,金继增,LiDaming,JiaTiejun,ZhangHaibo,LiHanjun,JinJizeng

3.基于B样条曲面的LED汽车近光灯光学设计李倪建,朱向冰,陈巧云,NiJian,ZhuXiangbing,ChenQiaoyun

4.有源功率因数校正电路中电压、电流放大器补偿网络元件之计算(下)陈传虞,ChenChuanyu

5.浅析HID电弧管发黑问题糜渊若,赵军伟,MiYuanruo,ZhaoJunwei

6.道路照明节能措施刘宝川,LiuBaochuan

7.浅析新安江水电站厂房照明设计改造蔡源,杨波,CaiYuan,YangBo

8.一种新型的螺旋灯管绕管方式宋云峰,SongYunfeng

9.机动车用灯具相关专利简介陶梅,TaoMei

10.与照明电器相关的欧盟RoHS指令新豁免限值张俊斌,ZhangJunbin

11.2009年国外照明电器新进展(Ⅳ)赵阳,ZhaoYang

1.无极灯的温度特性研究王长全,张贵新,董晋阳,王新新,王赞基,WangChangquan,ZhangGuixin,DongJinyang,WangXinxin,WangZanji

2.紧凑型荧光灯生态评估研究及实例分析蒋建平,朱培武,JiangJianping,ZhuPeiwu

3.RCLED单色光源在物理实验中应用的可行性研究张明轩,屈双惠,吴淑花,张玮,ZhangMingxuan,QuShuanghui,WuShuhua,ZhangWei

4.自适应前照灯的功能及实现方英兰,朱向冰,FangYinglan,ZhuXiangbing

5.有源功率因数校正电路中电压、电流放大器补偿网络元件之计算(中)陈传虞,ChenChuanyu

6.浅论工业厂房照明设计赵庆勇,ZhaoQingyong

7.几种易混淆的常见灯座辨析余荣斌,YuRongbin

8.电光源混合气体的正确验收方法王宁,朱耀友,吕忠伟,杨志轩,WangNing,ZhuYaoyou,LvZhongwei,YangZhixuan

9.中国照明电器 无极灯及外部电极灯相关专利简介谢菡,XieHan

10.LED路灯防浪涌干扰设计中的绝缘耐压问题解析陈超中,施晓红,於立成,刘尔立,杨樾,强耀根,ChenChaozhong,ShiXiaohong,YuLicheng,LiuErli,YangYue,QiangYaogen

11.2009年国外照明电器新进展(Ⅲ)张璟,ZhangJing

1.2009年度照明行业运行报告张伟,ZhangWei

2.陶瓷泡壳光透射率测量方案的设计李丽琴,杨正名,LiLiqin,YangZhengming

3.浅谈小功率金卤灯色温(下)糜渊若,赵军伟,MiYuanruo,ZhaoJunwei

4.信息动态

5.紧凑型节能荧光灯微汞技术探讨李阳,谢春林,王焕良,LiYang,XieChunlin,WangHuanliang

6.有源功率因数校正电路中电压、电流放大器补偿网络元件之计算(上)陈传虞,ChenChuanyu

7.双端荧光灯灯座设计要点简述廖辉,LiaoHui

8.LED芯片相关专利简介陶梅,TaoMei

9.厘清LED照明电器产品及照明有关标准陈超中,施晓红,杨樾,王晔,ChenChaozhong,ShiXiaohong,YangYue,WangYeHtTp://

10.LED照明测试技术范力维,任豪,FanLiwei,RenHao

11.对影响高频无极灯光通量测量准确性因素的分析徐林青,XuLinqing

12.2009年国外照明电器新进展(Ⅱ)赵阳,ZhaoYang

1.LED路灯灯具的模块化设计研究江程,刘木清,JiangCheng,LiuMuqing

2.浅谈小功率金卤灯色温(上)糜渊若,赵军伟,MiYuanruo,ZhaoJunwei

3.严制投资规模促进产业升级——浅谈我国半导体照明产业发展现状张瑞西,王海波,ZhangRuixi,WangHaibo

4.降低大功率LED灯温升及控温技术的研究白利文,张子桥,满路,李栋,刘武,BaiLiwen,ZhangZiqiao,ManLu,LiDong,LiuWu

5.关于自激驱动镇流器中晶体管和磁环的探讨赖兵,LaiBing

6.LED灯的恒流驱动芯片介绍(下)陈传虞,ChenChuanyu

7.数字可寻址照明接口主控和从动系统设计(下)狄宬,DiCheng

8.调光镇流器相关专利简介谢菡,XieHan

9.高频照明产品中电气间隙限值的确定原则杨樾,YangYue

10.2009年国外照明电器新进展(Ⅰ)张璟,ZhangJing

11.信息动态张绍纲,ZhangShaogang

1.对中国照明电器产业未来发展的思考陈燕生,ChenYansheng

2.道路照明和汽车照明用金属卤化物灯(下)周太明,ZhouTaiming

3.紧凑型荧光灯阴极分解电流控制系统的设计魏世民,赵坚玉,WeiShimin,ZhaoJianyu

4.数字可寻址照明接口主控和从动系统设计(上)狄宬,DiCheng

5.LED灯的恒流驱动芯片介绍(上)中国照明电器 陈传虞,ChenChuanyu

6.小功率石英金卤灯火喷涂粉工艺的研究糜渊若,赵军伟,MiYuanruo,ZhaoJunwei

7.荧光灯用汞齐熔点测定方法探讨郜文骏,石广宏,GaoWenjun,ShiGuanghong

8.台灯相关专利简介陶梅,TaoMei

9.闪光型照明装置光度特性的检测技术探讨王晔,WangYe

10.浅析光色测量中光谱光度法和全光谱法的优劣蔡喆,吴晓晨,彭振坚,CaiZhe,WuXiaochen,PengZhenjian

1.中国电光源工业技术装备的发展历程梁贞,LiangZhen

2.道路照明和汽车照明用金属卤化物灯(上)周太明,ZhouTaiming

3.基于RS485总线的金卤灯电弧管生产线控制系统的研究魏世民,赵坚玉,WeiShimin,ZhaoJianyu

4.提高GaN基发光二极管外量子效率的途径李为军,LiWeijun

5.镇流器驱动半桥电路中零电压开关技术的讨论陈聪,王小明,康明利,李民立,ChenCong,WangXiaoming,KangMingli,LiMinli

6.LED用蓝宝石晶体衬底激光划片工艺郭琛,肖娜,GuoChen,XiaoNa

7.高压钠灯照明节电新系统张振,ZhangZhen

8.LED器件相关专利简介谢菡,XieHan

9.常见不合格灯具存在的问题与改进探讨冯荣彪,刘学斌,任钱江,贾澄军,FengRongbiao,LiuXuebin,RenQianjiang,JiaChengjun

10.对影响标准光源光通量定标准确性因素的分析徐林青,XuLinqing

11.国外照明刊物目录摘译孙爽,SunShuang

12.MRT汞回收技术谢晓涵

1.蓬勃发展的中国照明电器产业刘升平

2.无汞光源研究进展(下)杨深,石挺,唐效峰,刘洋,陈大华,陈育明,李文鹏,李维德

3.无极灯电光转换稳定性相对测试系统设计张俊,董威,徐强,田俊杰

4.大功率LED灯具散热分析唐顺杰,郑相周,宋天斌,熊洁,朱婷婷

5.节能灯生产中的问题与解决方法探讨陈传虞

6.对我国家用LED照明产业发展的几点建议张瑞西,王海波

7.金属可伐帽制釉质量研判(下)瑞

8.太阳能路灯系统的优化配置李永杰

9.光源性能测试方法及装置相关专利简介陶梅

10.LED灯具标准体系建设研究(下)陈超中,施晓红,杨樾,王晔

11.IEC60598-1-2008标记部分更新介绍和分析朱春红,舒一,刘婷

1.无汞光源研究进展(上)杨深,石挺,唐效峰,刘洋,陈大华,陈育明,李文鹏,李维德,YangShen,ShiTing,TangXiaofeng,LiuYang,ChenDahua,ChenYuming,LiWenpeng,LiWeide

2.资讯

3.LED电容的测量吕正,徐英莹,阮永顺,LvZheng,XuYingying,RuanYongshun

4.GaN基多量子阱蓝色发光二极管的实验与理论分析李为军,LiWeijun

5.白光LED封装工艺研究虞倩倩,梁超,何锦华,YuQianqian,LiangChao,HeJinhua

6.HB.LED驱动方法综述(下)张祥东,阎丽永,夏伟,杨子旭,ZhangXiangdong,YanLiyong,XiaWei,YangZixu

7.金属可伐帽制釉质量研判(上)瑞,HuPingrui

8.高效节能T8荧光灯照明系统张兰芬,平青梅,ZhangLanfen,PingQingmei

9.中国照明电器 照明节能控制装置相关专利简介谢菡,XieHan

10.LED灯具标准体系建设研究(上)陈超中,施晓红,杨樾,王晔,ChenChaozhong,ShiXiaohong,YangYue,WangYe

11.灯具型式实验标记部分应用剖析(下)朱春红,舒一,李宗水,李洁婵

量子节电技术范文第6篇

关键词:转动;宏观与微观;自旋;量子力学描述1 在高速转动的世界中生活

“不识庐山真面目,只缘身在此山中”。如果你对朋友说我们无时无刻不处在一个高速转动的世界中,有的朋友会对此产生疑问。

首先说,我们住在地球上,日复一日、年复一年地跟着地球以每小时1674公里的速度(赤道附近)绕地球自转轴转动着,这比最快的汽车速度还要快十倍以上。算起来差不多一昼夜转40,073公里,就恰好是诗人说的“坐地日行八万里”!地球还要绕太阳一年转一大圈,这一圈是九亿多公里,每小时差不多要跑十万零八千公里。现代的小学生都知道,每天的日出日落可以说明地球在自转。

但如果不是伟大的科学家哥白尼等人的贡献,这种日出日落也曾长期被解释为太阳绕地球转动。在看不见太阳的阴天和夜间,怎么知道我们和地球在一起转动?聪明的人们曾设计了各种物理实验来观察和证明地球自转。

例如,在一座精心设计的完全垂直于地面高塔顶上,在风平浪静的天气,从塔顶沿塔的东西墙面中线垂直落下一个很重的铅球。结果发现,铅球落地时总不落在塔基的正中,球落点总要和塔基中心线向东偏一点(例如,200米高的塔,大概偏移为5厘米),使人觉得像比萨铁塔那样不垂直于地面,是塔建斜了吗?不是。这是因为塔和地球一起在由西向东转动,塔尖离过地心的转轴的距离比地面离转轴的距离更大,因此塔尖(以及放在塔尖的铅球)绕转轴转动的线速度比地面转动的线速度大。当铅球脱手下落时,除了受地心引力垂直下落外,还要带着这一点线速度的差别,总要向东偏一点。这个实验比较直观地证明了地球在自转。另外的试验,像大学物理都要讲的、并在许多天文馆展出的傅科摆,也能很形象地说明地球的自转。

我们在高速转动的地球上会受到多种力的作用,你可能首先会想到,因为随地球高速转动,可能会受到惯性离心力作用。我们在夏天能稳坐在树荫下的沙发椅上乘凉,说明圆周运动产生的惯性离心力和地球对我们的吸引力及地面对我们的反作用力互相平衡。

因此,我们既没有离心力将我们向外抛的感觉,也感觉不到地球的向心力将我们向里吸。除此以外,如果我们在高速转动的世界中运动,还会受到一种特有的力,这种力叫做科利奥里力。

在北半球,从西向东运动的物体会受到一个向运动方向右侧偏转的力,这就使从西向东流的河流右岸(顺着河流流动方向观察)会受到更严重的冲刷。一水盆装满水,若在盆底开一个口,水迅速往外泄漏时,会在水面上产生一个漩涡,而且在南半球和北半球漩涡旋转方向不一样,这也是由于科利奥里力的作用,水从不同方向流向开口处,流向不同受到的科氏力的方向也就不同,这样就会形成漩涡。

其实,我们前面举的从塔顶掉下铅球向东偏移的例子,也可理解为铅球在塔尖和在地面的转动角动量(见下文)发生了变化,只有铅球受到一个力矩的作用才能发生这样的变化,这个力矩正是由西向东的科利奥里力提供的。

一个物体绕某一点或一个轴作圆周运动,它具有动量和动量矩,通常也将动量矩叫做角动量。物体绕着过自身的轴转动,就称它具有的角动量为自旋角动量,常常简称为自旋。

本文中我们将反复地和自旋打交道。物体运动的角动量可以规定为一个向量(矢量),它的大小由转动物体的转动惯量(与之对比,作直线运动物体有惯性,也可叫做惯量)及转动速度决定。如果用右手伸开,四个手指微微顺着转动方向弯曲,那么,大姆指所指的方向就是角动量矢量的方向。角动量的大小和方向都不会轻易改变,只有受到一定的外力矩时才会改变。没有外力矩作用时角动量是不变的,这就叫角动量守恒。

轮船在大海中长期航行时怎么知道它自身的位置呢?怎么对他导航呢?用什么做参照物呢?若是晴朗的夜空还可以靠特定的一组星星(比如北斗星)的方位来确定航行方向。但看不见星空的天气或潜入水下的潜艇就毫无办法了。长期使用的办法是陀螺导航仪,它就是依靠高速旋转的陀螺在船只航行过程中始终保持角动量方向不变,由它来确定轮船前进的方向。

2 离经叛道的微观粒子

著名球星迈克尔.乔丹能够以很高的成功率将对方掷出的篮球阻断,因为他牛顿力学“学得好”,只要他准确知道篮球此时此刻的位置和速度(包括方向),就可以知道下一秒钟篮球应在什么位置,准时地跳到那个位置就可以抓个正着。将篮球换成足球、垒球或换成更小的乒乓球,它们还是有同样的运动规律,都服从牛顿力学的规律。

如果我们将球不断地小下去,会发生什么变化呢?会不会出现哲学家说的量变到质变呢?著名哲学家黑格尔举过一个著名的例子说,给一头毛驴背上的袋子内添加谷子。一粒一粒的加上去,开始很长一段时间,毛驴都不会感到有多大变化。不断的加下去,袋子越来越重。当加到某一粒谷子时,毛驴终将承受不住而被压倒了,这就是从量变到了质变。

当我们将球做得只有一个小分子(或者所有比分子还小的粒子,这种粒子我们统称为微观粒子)那么大时,奇迹就发生了。我们如果确定分子某时某刻的准确位置,就完全不知道它的动量(速度)。这不是因为我们受测量技术的限制,而是从原理上就根本无法测量。

反过来如果准确的知道了分子的动量,就完全不知道它在什么地方。即不能同时准确知道微观粒子的位置和动量。这时,比乔丹高明十倍的运动员,以及十分聪明的科学工作者,也难以抓到一个具体的微观粒子了。

我们都知道光是一种波,它能像水波一样发生干涉、衍射等波动现象。我们看见的肥皂泡或水面漂浮的油膜呈五颜六色,这就是光波干涉的结果。我们又知道光会产生光电效应。即便很弱的光,只要波长够短(紫光比红光波长更短),就能从金属表面打出一个一个的电子。常见的光电管,就是光照产生电流的一种元件。

因此,爱因斯坦1905年提出光波是由一个一个的粒子(光量子)组成的。这是一个划时代的推断。这一推断解决了20世纪初物理学存在的一个重大疑难问题。因而爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。

既然光可以又是粒子又是波,其他微观粒子呢?法国科学家德.布洛意1924年提出所有微观粒子都既是粒子又是波,即都有所谓的波和粒子二象性。这种波和一般的水波、声波一样,也会产生干涉和衍射等波动现象。但又不完全一样,我们所见到的水波、声波是由大量水分子或空气分子组成的,由这些分子位移或密度变化产生的波。干涉、衍射也是在大量分子存在的情况下产生的。

而德・布洛意波是和每一个微观粒子相联系的特殊的波。例如让一束电子束通过两条很窄的缝照到荧光屏上,会在荧光屏上看到像光波干涉那样的明暗相间的干涉条纹,这是由于电子的波动性产生的。但是,更奇怪的是,当电子束流弱到电子一个一个地通过双缝时,仍可得到荧光屏上的干涉条纹(只要记录时间够长),也就是说每个电子自己和自己干涉,这就不同于宏观波的干涉了。

一个垒球质量若为m,运动速度为v,我们就知道这个垒球的动能为mv2/2。垒球放在离地面高度为h的地方,具有势能(或叫位能)mgh,这里g为地球对垒球的吸引力产生的重力加速度。动能和位能之和就是小球的总能量。速度v或高度h随意变化一点点,总能量也就变化一点点。这个一点点可以是任意小的。因此我们就说宏观的小球的能量是可以连续变化的。微观粒子也有动能、位能及总能量,但和宏观的小球不同,这些微观粒子的能量在一定条件下(例如束缚在原子中的电子),是不能连续变化的,它们只能在一些特定的轨道(这里我们是借用宏观物体经典运动的术语,并非严格意义上的轨道)上运动,每一条轨道对应一特定的能量。

有一个与能量相关的很小的常量h(h=6.626×10-34焦耳・秒,是一个很小的量,称为普朗克常数),例如,光波的频率若为ν,则每个光子的能量就为hν。用h作单位来度量这些微观粒子的能量,能量值只能为某些特定数值,不能取任意值。因此我们说微观粒子的能量是量子化的。牛顿力学可以完全描写宏观物体的运动,与之对应的,需要一个全新的学科――量子力学来描写微观粒子的运动。

3 微观粒子的高速转动

微观粒子既然有波--粒二象性,是否仍有高速转动呢?这种转动和宏观物体的转动有什么不同特点呢?事实上,整个世界都有其微观结构:组成各种物质的基元是各种性质不同的分子。

水由水分子组成,食盐由氯化钠分子组成,分子又是由若干个同种或不同种的原子组成。例如,水分子由两个氢原子和一个氧原子组成,氧分子则由完全相同的两个氧原子组成。每个原子则由一个原子核和绕原子核运动的一个或多个电子组成,电子运动“轨道”(这里还是借用宏观物体经典运动的术语)的尺度决定原子的尺度。原子核的直径大概比原子的直径小一万倍,但它的质量却比外面那些电子质量的总和大上千倍。

原子核又是由几个到几百个质子和中子组成。这些质子和中子又可统称为核子。一个原子核中的这些核子除绕着它们共同的质心做振动与转动运动外,每个核子自身还做自转运动,即每个核子都有自旋。质子、中子和电子都具有较长的寿命。高速运动的质子、中子或电子具有很高的能量,这些高能量粒子在相互碰撞时,还会产生许多新的短寿命的微观粒子。质子和中子以及这些碰撞产生的短寿命粒子又是由更小的单元――夸克组成的。从分子到夸克,构成微观世界的这些粒子统称为微观粒子。

这些微观粒子是否也会高速旋转呢?从分子到夸克,虽然大小相差7~8个数量级,但是都在做高速转动运动。分子中的原子绕他们的质量中心作振动和转动运动。原子和分子中的电子绕核心作轨道转动运动。电子本身还做自转运动。原子核中的核子也围绕所有核子共同的质心作振动与转动运动。组成各种粒子的夸克也作“轨道”运动。除了作“轨道”运动外,所有这些微观粒子也都在做自转运动。因此和每一个微观粒子相连的都有一个做轨道运动的角动量,简称轨道角动量,和一个自旋角动量,简称为自旋。

一个宏观的小球若围绕一中心点转动,小球质量若为m,线速度为v,离转动中心的距离为r,则小球转动的角动量为rmv。因为v和r都是可以连续变化的,所以宏观小球的角动量也是可以连续变化的。和能量不能连续变化一样,微观粒子转动的角动量也是不能连续变化的,即角动量的大小也是量子化的。

所有粒子都有自旋(有的粒子自旋为零),自旋角动量的大小也是量子化的,不能取任意值。可以用一个数值J来标记转动角动量的大小,这个数值称为轨道角动量量子数,它只能为一些特定的数值(整数或半整数),转动角动量=√J(J+1)h,这里h=h/2π是为了计算方便引入的。同理用另一个数S来标记自旋角动量的大小,它也只能取1/2,1,3/2…等一些特定的数值,自旋角动量=√S(S+1) h。

有的粒子自旋可以相当快,例如,原子核在发生碰撞(核反应)过程中,自旋角动量量子数可以达到65以上,原子核差不多每秒要转1022转。不过原子核的半径只有几费米(1费米=10-15米),如果按刚体转动估算,可以算出原子核的表面的转速可达到光速的1/10左右。

电子的自旋量子数为1/2,即自旋角动量为√3/4h。从经典电磁辐射估计的电子的经典半径为2.8x10-15米。电子的质量已知道为0.51MeV/C2(由爱因斯坦的相对论,质量m总是通过E=mc2和能量联系在一起的)。假定电子是电荷和密度均匀分布在半径为2.8x10-15米的小球内,要达到√3/4h这样的自旋角动量,则电子表面的转动线速度应远远超过光速。这是与物理学的基本原理(相对论认为任何物体的运动速度不能超过真空中的光速)相违背的。

实际上,当代最新测量表明,精确到10-16m时还测不出电子的大小,也就是说电子即便有半径,也是小于10-16m的。比经典估计的半径更小,要达到那样大的自旋角动量,就要转得更快。因此电子的自旋角动量到底是怎么来的呢?至今还是一个谜。通常解释说微观粒子具有内禀自旋(也就是固有的自旋),科学发展到现阶段,还不能回答内禀自旋是怎么来的。

角动量不仅有大小,而且还有方向,因此角动量是一个矢量。宏观物体绕一个固定轴转动,角动量的方向就是沿这个定轴并与转动方构成右手螺旋。宏观转动的角动量方向可以随意选择,例如玩具陀螺,他的转轴可以垂直于地面,也可以和地面有一个小于90°的夹角这个夹角是可以连续变化的。和宏观转动不同,微观粒子转动的角动量方向也是不能任意选择,只能朝向一些特定的方向,即角动量的方向也是量子化的。

例如选定一个特定的方向作为我们考虑问题的参考方向(通常这个方向可以选电场方向、磁场方向或粒子运动方向,将选定了的方向称为量子化轴),电子自旋角动量的方向就只能与选定的量子化轴平行或反平行。当然,如果是别的粒子,自旋是1或更大,自旋可取的方向更多一些,但也是有限的几个方向。自旋为S的粒子,可取2S+1个方向。

小磁铁构成的世界:与每一种转动角动量(动量矩)相联系的都有一个磁矩,磁矩的大小是和角动量大小成正比的,而其方向则是和角动量的方向相同或相反的。这样的一个磁矩就像一个具有南北极的小磁铁。对于带电粒子的转动,这个磁矩可以理解为由于带电粒子所带电荷的转动形成的电流产生的磁矩。但是,中子完全不带电,中子的自旋运动也有与之相联系的磁矩,这种磁矩是怎么产生的,又是一个令人费解的问题。这种磁矩称为“反常磁矩”,来自于中子和另一种微观粒子π介子的强相互作用。大量的微观粒子自旋朝同一方向排列叫顺排,顺排是形成磁铁及其他磁性材料的物理基础。

4 自旋的杠杆作用

宏观的高速转动能推动科学和社会进步。微观粒子很小,其转动影响是否也是微小的呢?中国的乒乓外交用小球推动大球,推动世界进步。和乒乓外交一样,微观粒子的自旋能量虽小,确也是推动科学与世界进步的一个巨大的杠杆。从生活到科学的丰富多彩的世界中,到处都可以看到微观粒子转动及自旋的影响。

你到立体电影院去看立体电影时(一些家庭也有立体电视了),能够看到电影中的篮球向你头上直飞而来,你会不由自主地伸手去阻挡这个虚拟的篮球………。你想到过这也和自旋有关吗?

构成极弱的光线的光子数也有成万上亿个,这些光子都有自旋。这些光子自旋方向排列方式不同,就可以构成不同性质的偏振光(线偏振、左旋圆偏振、右旋圆偏振、椭圆偏振等等)。立体电影就是利用了偏振光才能获得的虚幻感觉。

人以左右眼看同样的对象,两眼所见角度不同,在视网膜上形成的像并不完全相同,这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近,从而产生立体视觉。立体电影拍摄时以两台摄影机仿照人眼睛的视角同时拍摄。在放映时亦以两台投影机同步放映至同一面银幕上,以供左右眼观看。

放映立体电影时,两台投影机以一定方式放置,并将两个画面点对点完全一致地、同步地投射在同一个银幕内。在每台投影机的镜头前都必须加一片偏光镜,一台是横向偏振片,一台是纵向偏振片。这样银幕就将不同的偏振光反射到观众的眼睛里。观众观看电影时亦要戴上偏振光眼镜,左右镜片的偏振方向必须与投影机搭配,如此左右眼就可以各自过滤掉不合偏振方向的画面,只看到相应的偏振光图象,即左眼只能看到左机放映的画面,右眼只能看到右机放映的画面。这些画面经过大脑综合后,就产生了立体视觉。

5 核磁共振扫描

你想检查脑部或身体其它部位是否有肿瘤或其他病变吗?你可作CT检查,它是靠身体器官不同部位密度不同,从而对X射线的吸收不同来成像的。这种成像是用多束准直得很细的X射线束对身体内的某一薄层扫描,通过计算机计算处理,先对这一薄层成像。然后再一层一层的做,从而得到身体某一部位(或全身)的三维图像,所以叫做计算机断层扫描(即CT , computerized tomography)。

但有时密度很高的骨头可能挡住有肿瘤的部位(例如脑部),使CT扫描受到影响。这时,最好的办法是到医院去做一个核磁共振扫描。核磁共振(即NMR,nuclear magnetic resonance,现在也叫MR)就是利用原子核的自旋来成像的仪器。

原子核(例如身体中的水分子中的氢原子核)有自旋,也就是一个个的小磁铁(磁矩)。加一个外磁场,原子核的小磁矩就会在外磁场中转动方向。原子核将其磁矩的北极转向外磁场的南极,南极转向外磁场的北极。这是整个系统最稳定的状态,也就是能量最低的状态(称为基态)。如果再外加一个高频电流,这个高频电流会发射电磁波。发出的电磁波的能量也是一份一份的,也是量子化的。这种量子和光量子一样,与电磁波频率成正比,每个量子的能量为hν,这里ν为电磁波的频率。如果调节电磁波的频率,使这样一份能量的大小正好和要测的原子核在磁场中从基态到较高的能量状态(称作激发态)的能量差相同。对于氢原子核,因为它的自旋为1/2,所以,它在磁场中只有两个取向,对应两种能量状态,所以又将基态称为下能级,将激发态称为上能级。如电磁波的量子能量,和上下能级的能量差相同时,高频电磁场发出的能量就会被原子核吸收,这种吸收称为共振吸收。

这种调节高频电流频率的方法称为扫频法。另一方面,所加直流磁场强度不同,即使对同一种原子核下能级和上能级的能量差也不同,它们吸收电磁波的频率也不同,这种依靠调节直流磁场强度来实现共振吸收的方法称为扫场法。

多数医院用的核磁共振仪都是采用扫场法。固定高频线圈的频率,而用梯度线圈提供的有一定空间分布的直流磁场,来实现一定区域的共振吸收。原子核吸收高频电磁波后,到达上能级,不断吸收电磁波,上能级就会饱和,所以上能级还要通过不断地释放能量使其回到下能级,共振吸收才能持续进行。从上能级释放能量回到下能级的过程叫做弛豫,弛豫快慢与原子核所处的环境(例如晶格结构)及两个相邻原子核之间的自旋耦合有关,分别用两个参数T1和T2来标记这两种弛豫过程。高频电磁波被人体各部位吸收后,检测其释放的能量强度、频率及T1、T2等,结合梯度场的空间编码,就可知道氢原子核的密度分布及其在人体内的状态的分布情况(也就对应水分布)。

现已对生物组织的病变与其水含量的分布关系做过广泛的研究,病变会使组织内的水含量分布发生变化,从而可通过水分布的变化找出病变的部位。

不同原子核共振吸收的频率是不同的。由不同频率的高频电磁波也可研究人体其他种类的原子核在人体内的分布情况。目前,除氢原子核外,对其他原子核的研究尚在试验中,还未达到临床应用阶段。

6 自旋与量子计算

由于量子力学的推动,产生了当代的电子技术,有了功能无比强大的计算机及当代的通讯技术。而且这些技术正在日新月异地发展着。例如计算机用的芯片速度差不多每十八个月要提高一倍,这就是有名的摩尔定律。这些高新技术是否会沿着这条路无限制地发展下去?

科学对当代技术的发展提出了警告:此路不通!提醒人们,再沿这个方向发展下去,前面有不可逾越的障碍。计算机是以大规模集成电路为基础的,集成电路是将成千上万个晶体管做在同一块硅片上,通过硅晶片内部连接成为完整线路。要想提高计算机的计算速度,这些晶体管就要越做越小。小到一定程度,又会发生量变到质变,晶体管就不能工作了。因为它碰到了量子力学设置的障碍。

这又要从微观粒子的特性说起。一个人如果只能跳一米五高,修一圈三米高的围墙就可以将他长期困死在围墙内。春秋战国时英明一世的齐桓公晚年,奸臣们为了夺权就用这个办法在王宫周围筑高墙将国王围困而死的。微观粒子就不一样了,一个能量只有2eV(微观物理中,常将一个电子在电场中经过1V的电压所获得的能量作为能量的一个基本单位,即一电子伏――1eV)的电子,筑一圈4eV高的围墙是否就能将电子长期围在里面呢?不行了,微观粒子有二象性,它也就有了穿墙的本事,量子力学中叫做位垒穿透。

在围墙外也有一定的几率能发现电子。而且围墙越薄、越低,电子穿过围墙的几率就越大。集成电路中,为了保证各晶体管能独立工作,不互相干扰,也要修一个这样的围栏(或叫隔离位垒)。当晶体管越做越小时,这种位垒就会越来越小,越来越薄,最后电子就能随意穿越位垒,使集成电路完全不能正常工作。这就使集成电路的发展遇到了不可逾越的量子屏障。

为了越过这个屏障,近年来提出了多种发展计算机和通讯的办法。其中量子计算和量子通讯最受关注。在量子计算的各种设计方法中,目前核磁共振方法发展最快。核磁共振方法可以利用一些大分子中的某种原子核(例如氢原子核)的自旋的方向来作为量子计算的基本单元――量子位。量子位等价于现有计算机中的二进制的位,但有目前计算机所不具备的特殊功能。虽然量子计算和量子通讯要达到实用阶段,还有很长的路要走,但无论如何它使人们看到了希望。我们也看到,自旋在这条发展路上起了至关重要的作用。

7 自旋电子学

从人类发明了电以后,中学生都知道,导电都是靠电荷在导体、或半导体或液体中运动(相位的运动)来完成的。即依靠电荷的流动来导电,来传递信号。

近年来正在酝酿着电子学的一场革命――自旋电子学的出现。假定有两束等量的电子流动,一束从右向左流,一束从左向右流。从传统的电流的概念来衡量,导体中没有净电流。但如果向左流的一束电子全部自旋向上,而向右流的一束电子全部自旋向下。我们知道正电荷向左流等价于负电荷向右流。同理自旋向上向左流的电子等价于自旋向下向右流的电子。

这样,在导体中,虽没有净电流流动,确有净的自旋流。如果我们能依靠自旋流来传递信号,半导体器件就可以在没有电流的情况下传递信号。电流造成的功率损耗就可以减到极小的程度。

量子节电技术范文第7篇

关键词:钕铁硼 发展现状 趋势分析 前景展望

中图分类号:F270.7 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2016)05-294-02

一、引言

自1983年日本助友金属公司首次发明以来,钕铁硼永磁凭借其高剩磁、高矫顽力以及高磁能积且具有良好的动态回复特性等优点,迅速在世界范围内掀起一股开发研究热潮。特别是美国、日本等近年来在该领域内投入大量的人力、物力和财力,使得钕铁硼永磁的开发和应用得到了超常规的发展。欧洲共同体拨专款研制钕铁硼永磁材料,在钕铁硼的生产制造工艺上,不断取得新的突破。目前,钕铁硼永磁的应用,已涉及国民经济的各个领域,特别是在永磁除铁器、计算机工业、信息工业、汽车工业、核磁共振成像工业、CD-ROM、DVD音像工业及磁性分离器等方面有着广泛的应用前景。钕铁硼永磁的开发和应用,已成为一项上升为国家高度的战略性新兴产业。

二、稀土永磁钕铁硼的发展现状

我国钕铁硼磁体的产量上已经超过日本,是生产大国。近年来,先后涌现出近10家产销超亿元的企业集团以及10多家电子元件百强企业、20多家出口创汇超百万美元的企业,国内外订单充裕,销售市场广阔,显示出这个行业发展正驶入“快车道”。

目前,稀土永磁材料在核磁共振成像仪、电机、音响、磁选机、电度表、磁化器、传感器等器件上的应用有扩大之外,在高新技术、国防军工、工农业和家用电器等领域的应用取得了很大的进步。近年来在地震检波器、永磁除铁设备、磁渗药品、电动车、汽车等新应用发展较快。目前我国烧结钕铁硼在各个领域应用比例为:电声音响占32%,磁化器占21%,电机和传感器占31%,磁联轴及磁选机占9%,音圈马达及电度表占5%,其他为2%。

粘结钕铁硼永磁材料的生产及应用开发较晚,应用面不广,用量较小,主要用于办公室自动化设备、电装机械、视听设备、仪器仪表、小型马达和计量机械方面。近年我国粘结钕铁硼永磁材料的应用比例为:计算机占62%,电子工业占7%,办公室自动化设备占8%,汽车占7%,器具占7%,其他占9%。

钕铁硼磁体可广泛应用于电动机、发动机、音圈马达、磁共振成像仪、通信、控制仪表、音响设备等方面。其最主要的应用领域是VCM(音圈马达),目前国外生产的烧结钕铁硼磁体约有一半用于VCM。除VCM以外,应用较多的领域是电动机和发电机,随着汽车工业的发展,今后这一领域对钕铁硼磁体的需求量将有较大增长。稀土永磁电机市场潜力大,是国内尚未充分开发的巨大领域。目前稀土永磁电机约有200万kW,只相当于各类电机总容量4亿kW的0.5%。若用稀土高效节电机替代老式J-JO及J2-JO2系列电机的50%,即1亿kW,则约需高性能烧结钕铁硼磁体5万吨。使用稀土永磁高效电机可节能15%-20%,减轻电机重量20%以上。稀土永磁高效电机已列为科技部“稀土应用工程”重点项目。

三、稀土永磁钕铁硼发展趋势分析

(一)开发高磁能积和高性能的各向异性稀土粘结磁体,突破技术瓶颈

1.要开发高磁能积粘结磁体。目前,稀土永磁材料的主导产品是钕铁硼,但从当前技术发展的需求来看,钕铁硼也存在一定的局限性。一般来说,磁体分为两类:烧结磁体和粘结磁体。钕铁硼烧结磁体是各向异性的,并且是全密度磁体,应用日益广泛。而钕铁硼粘结磁体是各向同性的,钕铁硼粘结磁体的不足不断凸显出来,首先,其磁粉是各向同性的,最大磁能积不过16MGOe;其次,成型工艺也有一定的局限性:钕铁硼快淬磁粉主要用于制作压缩粘结磁体,其产量仅占总粘结磁体产量的3%。随着电器小型化发展趋势的要求,开发高磁能积的粘结磁体成为市场新的需求方向。

2.要开发和生产高性能的各向异性稀土粘结磁体。为了满足低碳经济的发展要求,开发和生产高性能的各向异性稀土粘结磁体成为当前世界永磁材料领域前沿的尖端课题。国际上开发新型各向异性稀土粘结磁体有两个途径:(1)开发新材料,研究稀土铁氮新型永磁材料,制造单晶颗粒各向异性磁粉;(2)开发新工艺,制造具有织构的钕铁硼各向异性磁粉,包括制备钕铁硼HDDR(即吸氢―歧化―脱氢―再复合)各向异性磁粉和热挤压各向异性磁粉。

(二)保持辐照稳定性,实现在航空航天领域实现普遍应用

随着稀土永磁材料的不断发展,具有较高矫顽力和磁能积的高性能稀土磁体广泛应用于磁约束受控热核聚变、同步辐射装置、粒子加速器、波荡器、自由电子激光系统及核武器冲击系统和第四代光源的插入件等领域。随着我国航空航天技术的高速发展,神舟系列飞船的上天和嫦娥探月工程的启动等等,稀土永磁材料在这些领域的应用越来越多,对其进行辐照稳定性的研究显得格外迫切。SmCo磁体的辐照抗性比NdFeB的要强,这与它们的矫顽力机制有关,SmCo磁体的矫顽力为钉扎场机制,而NdFeB是成核场机制,这两种不同的矫顽力机制对其辐照稳定性有一定影响。通过掺杂提高磁体矫顽力,增大磁体长径比提高磁体工作点,通过涂覆或外加保护箱阻隔高能射线的射入等方法来提高磁体辐照抗性。

(三)研究开发纳米稀土永磁材料,实现技术飞跃

量子节电技术范文第8篇

【关键词】 建筑节能 建筑智能化 节能规划 节能控制 节能管理

我国在不断深入推进的城市化的过程中,不断扩大的城市规模,不断增多的大型建筑。在社会总能耗中,大型建筑的能耗占了相当大的比重,据有关资料显示,在发达国家的全国能耗中,建筑能耗占其1/3,如美国在2000年的全美总能耗中,建筑能耗占其35%,在我国2000年其比例为27.6%。以上数据表示,在整个社会的能源消耗中,建筑占了很大比重,所以,想要实现建筑运行成本的节约、能源消费的降低、建设节约型社会就必须采取各种方法对建筑能耗进行降低。

1 冷冻机房节能控制

优化的节能自控系统设计在冷冻机房自控分系统的使用,能解决以前空调制冷系统的冷水机组部分符合运行时间长、制冷系统综合能力低、能耗大等问题。让冷水机组以最好的状态运行,并能系统的综合能效比得到提高,对调节冷量需求、平衡系统冷量,冷水机组运行状态的改善都有重要作用。

作为BA系统中智能节电控制技术含量最高、节能效果显著、监控功能明显的主体部分的冷冻机房分系统,对于智能化节电运行管理和先进软件与硬件的成功结合有重要作用。系统工作站与中央处理子系统、数据采集子系统、联动控制子系统、流量调节子系统、变频控制子系统、自动计量子系统、远程监控子系统等七个子系统共同组成了冷冻机房分系统。

2 空调、新风、排风机节能控制

(1)现场控制器――采用智能化检测控制程序,对空调机、新风机的温度、湿度、压力和流量等有关数据进行收集,若要转为调控命对运行设备的控制,则要由中央处理单元对其数据进行分析、运算。

(2)温度检测控制――在空调机、新风机的不同部位设置温度传感器,可对空气温度参数进行感测,若需自动调节对冷冻水或热水流量,对空调空间温度进行实时控制,则需由区域管理器(现场控制器)进行信号变换、处理、运算后用温度控制程序。

(3)湿度检测控制――在空调机、新风机不同部位设置湿度传感器,对空气湿度参数进行感测,若要对空调机、新风机进行自动控制调节(加湿或除湿),则需区域管理器(现场控制器)对信号的变换、处理、运算,最终依据湿度来控制程序。

(4)冷/热水流量调节――以空调符合的变化情况为依据,用中央处理器对空调机、新风机温度传感器感测到的数据的进行运算结果和冷热流量控制程序,对冷/热水流量进行自动控制和调节,达到空调空间温/湿度的需要。

(5)新风阀调节――以传感器采集的室外温度参数为依据,对区域管理器(现场控制器)饿中央处理器进行预设程序,对风阀的调节以节能的运行模式,实现送风的全新风。要要对室内排出气体的冷/热量进行回收,则需运用转轮式的全热交换设备,有利于实现最大限度的节能运行。

3 风机盘管节能控制

(1)办公房间入室前温度监控。系统工作站根据办公作息时间和办公人员的入室时间对房间风机进行自动令温控制,如果风机盘管电动二通阀处于关闭状态,能让房间的空气处于新鲜的状态,同时还很节能。

(2)会议室温度监控。根据会议参加人员进入会议室的时间,会议管理系统对房间空调实行自动远程控制,在参会人员到达会议室之前,风机盘管以高风速制冷/热,快速达到设定温度。

(3)办公房间现场控制。根据工作的时间,监控器对现场温度的调节处于控制状态,办公人员根据适宜的温度、风量进行调节,对于温控器的设定温度范围和风机的运转模式可由系统工作站进行。

(4)办公人员出房间温度监控。在办公人员外出后,忘记关闭温控器,系统工作站可在管理人员确认过后对温控器进行远程关闭。

4 照明节能控制

建筑物内的建筑工作或人类的活动需要照明来满足其需求,照明可以根据建筑的不同空间的使用情况进行节能控制:

4.1 维持光通量的控制策略

灯具最小光量是光环境的照明设计的基础,初装灯具时,新光具的光通量不得少于最小光通量的20%~50%,采用维持光通量的控制策略在建筑中,可以减少输入电量,达到灯具工作时保持最小光通量水平。通过感光元件对空间的光环境进行接收,利用调光控制模式,对灯具输出进行调节,使灯具始终保持最小光通量水平。在灯具工作的整个期间,此种控制策略在满足照明的同时还节约了能源。

4.2 按活动要求提供照明的控制策略

一般的照明方式只需要对少部分的环境提供照明,例如过道等的基本照明,局部照明对于空间活动来说,不仅可以体现空间的层次感,同时还能节约能源。

4.3 引入自然光的控制策略

采取对自然光采入的策略需要对房屋朝向有要求,自然光可以对建筑物中一些亮度起到补充作用,同时节约了能源。此外,自然光还有让人们心情舒畅的作用,工作环境中的自然光可以提高其工作效率。同时,利用光导管在智能建筑的中庭空间中引入自然光,让室内空间更显活泼自然。

4.4 降低照明负荷的控制策略

建筑物的不断增多增大了用电负荷。卸载一部分的照明可以环节负荷高峰期的用电紧张。首先,照明负荷的降低对电能消耗的减少有直接影响;其次,照明符合的降低减轻了空调系统的负荷,对电能消耗进一步减少。一种连续能量管理系统对于降低照明负荷有重要作用,缓慢下降照明的水平,保护人们的视觉。

参考文献:

[1]廖传善,叶振道.空调设备与系统节能控制[M].建筑工业出版社,2012.

量子节电技术范文第9篇

还抱着那台身材臃肿的CRT电视机不放手吗?那么你将错过观看到最精彩,最清晰的北京奥运会体育赛事。换台平板电视吧,它将带你进入一个全新的高清时代。

索尼KLV-32V300A 8153元

32V300A应用了10-bit液晶面板驱动技术,从而改善了之前8-bit面板电视在表现细微色彩变化时出现的明显色差,使得色彩过渡更加细腻平滑。它具有1366×768的图像分辨率,使用了WCG-CCFL亮艳色彩背光源技术,带来更加自然的色彩还原能力。而BRAVIA ENGINE图像处理引擎技术的应用则能够显示高对比度,更稳定、细致有层次感的画面。新增的特殊电影模式可以将电影画质模拟成电影胶片质感,更凸显暗部细节,可带来影院般的震撼效果。

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长虹PT32600采用全黑色的机身设计,侧立式宽音箱有助于表现更加优秀的音效。PT32600应用了长虹与美国Pixel WoRks公司合作讲发的“量子芯”技术。屏幕亮度为550cd/m2,虽然其分辨率只有852×480,但是搭配长虹“量子芯”技术,在色彩以及画质方面都得到了改善,在音效方面,PT32600采用了D2Audio听觉优化方案,对声场进行高清扫描定位,并智能检测系统与环境的匹配程度,不论观众在哪个位置,都能自动调带到最佳音效状态。PT32600内置了HDMI接口、S端子、AV接口VGA接口、分量视频接口等方便用户接收各类信号源。

LG 32LB9R 6900元

被命名为黑豹的32LB9R,采用独特的弧形外观设计,底边红色如“扳指”的设计非常抢眼音箱采用了隐藏式设计,并采用了Silm Depth现代超薄机身,整体感觉非常协调,非常符合目前消费者的需求。LG 32LB9R采用分辨率为1366×768的液晶面板,拥有10000:1的对比度,500cd/m2的亮度,5ms的响应时间以及178度的可视角度。底座采用了可旋转设计,方便多角度观看。接口方面,LG32LB9R除了配备常用的分量,S端子,AV接口等视频/音频接口外,还提供了1路VGA电脑接口和2路HDMI高清数字接口,对于普通的家庭用户来说,足以满足需要。

优派N3750Wb 8499元

N3750wb的外观采用了“高光材质”设计,黑色机身使用了“无熔结痕铸塑”工艺。N3750wb拥有1366× 768的分辨率,专门配备的3D梳状滤波器和高倍频扫描功能,能有效降低信号干扰,还整合了3:2pull Down剧场还原功能。此外,N3750wb还拥有优派独家研发的NextVisionⅡ真彩优势力影像处理引擎,集合了多项影像吃力技术,可以有效提升色彩表现力。而UniformBrite匀净明亮显示技术,使屏幕中心与边缘能呈现相同亮度,色彩不只集中于中心部位。

松下37LX70D 8999元

黑色和银色搭配的外观设计,卧式一体化音箱能更好地将声音传输出去。配置上,松下37LX70D使用一块IPSα液晶屏,拥有1366×768的分辨率。另外,它还运用了松下最新研发的“W Cortrast1”机能,通过提高对比度的“Dyanmic ControllerEnhancer”和调节背光灯的“Intelligen BacklightControl”两大特有功能,使动态对比度可以达到7000:1,所显示的图像层次更加鲜明。接口方面,松下37LX0D液晶电视除了配备一般电视接口外,还带有两个1.3a版本的HDMI接口,可以方便地连接多个高清影音设备,满足各种家庭对影音连接的需求。

创维37L28RM 8999元

创维37L28RM采用亮色的高光漆面边框和卧式超窄音箱设计,拥有1366×768的分辨率,配备VII第二代数字引擎,具有创维“屏稳”和“屏变”双屏技术。它还具有第三代六基色、主动背光源调节,MPEG降噪等优化技术。音响方面,则拥有BRS重低音3D立体环绕声。接口方面,3L28RM标配了HDMI高清端口,MINI-USB和USB接口,两组色差分量输入和两路视频输入,全面满足居家娱乐的需求。此外,创维37L28RM还内置了麦克风接口,可以插上话筒直接K歌,内置的3000首歌曲和Flash,让你想唱就唱,随心所欲。

LG 52LB5RE 40900元

采用来自LG-Philips的真实高清硬屏,拥有1920×1080的标准分辨率。1000:1的对比度让画面更加清晰动人,8毫秒的响应时间保证了运动画面不拖尾。52LB5RE最吸引人的功能莫过于LG独创的“左右时间”功能,包含直播暂停,精彩回放预约录制、即时录制、录播同放,外部录制六大功能,内置的硬盘装置可以录制20小时高清晰模式的节目或者33小时普通清晰度的节目。同时,它还拥有智能眼功能,可以感知外部环境的光线,自动调节电视画面的明暗,避免了频繁使用遥控器调节,既保护视力,又节能省电。52LB5RE的接口丰富。

松下TH-50PZ700C 25999元

松下TH-50PZ700C等离子电视是目前最具购买价值的大屏幕平板电视之一。它采用了传统亮黑的外观设计,底座呈三角锥形,让这款电视多了几分灵动的感觉。TH-50PZ700C采用1920×1080的全高清等离子屏,运用了最新的松下V-REAL IIPRO驱动器以及侧置Smart Sound扬声器,从而在音画方面都能得到一种完美的体现。接口方面,TH-50pz700C等离子电视配备了4组AV接口输入,2组S-Vidoe接口,2组分量,3个HDMI和1个接口,有了这些端口,用户可以随心所欲地根据自己的需要对电视进行调节。

飞利浦52FL7432 25900元

飞利浦52PFL7432是一款性价比非常不错的大屏幕电视,采用全黑高亮窄边设计,外形简约时尚。底部内敛或扬声器在保持美观外形的同时,音响效果依旧表现出色。52PFL7432采用一块52英寸的CPA液晶面板,拥有1920×1080的分辨率。技术方面,它采用了飞利浦全新的逐点高清技术,能够对像素点重新计算,并通过细节优化,数码降噪等功能够处理和优化包括108P在内的各种高清型号格式,改善画面质量,提升画质。接口方面,其配置了HDMI、DVD分量端子、VGA电脑连接端子,可以满足高清设备间的连接需要。

LCL L42M71D 11999元

TCL L42M71D有着时尚漂亮的外观,采用一块 具有4ms响应时间的42英寸超广视角液晶面板,拥有10000:1的对比度。同时,L42M71D还具有120HZ倍频,全高清MEMC插帧技术,通过将普通的60HZ画面插帧到120HZ倍频,全面改善普通液晶电视运动画面拖尾抖动的问题。音响方面,L42M71D拥有TCL独有的DDAS数字动态声谷,环绕立体声DDAS音响系统。接口方面,L42M71D内置两个HDMI数字影音接口,全面兼容未来的影音设备,两个USB接口,实现流媒体兼容功能,DVD色差分量YPbPr/YCbCr输入和VGA输入,保证了对传统产品的高清级兼容和对个人电脑的显示支持,完全满足大众消费者的需求。

飞利浦42PFL 9532元

飞利浦42PFL9532拥有传统的黑色金刚外观质感十足。42PRL8532采用抗反射镀层液晶屏拥有3毫秒的最快响应时间,具有1920×1080的全高清分辨率8000:1的动态对比度550cd/m2的屏幕亮度以及176度可视角度。42PFL8532采用了飞利浦独有的流光溢彩技术,可以改善感知到的对比度色彩和画面细节。音响方面,42PFL9532采用虚拟杜比数字声音系统,具有BBE音效增强功能,伴音表现出色。接口方面,42PFL9532拥有流行的3个HDMI高清影音数字接口和USB流媒体可以满足未来数字家庭娱乐的需要。

先锋KURO PDP-428XC 26000元

先锋等离子主要定位于高端用户专门针对热衷娱乐活动追求高品质生活和崇拜个性化的用户的群体设计。作为先锋第八代等离子电视的代表产品KLRO PDP-428XC采用了全新一代面板新的滤色器和全新的信号处理器。配备了革命性的CEL(Crystal Emissive Layer晶体释放层技术),能减少80%不必要的发光,表现出无尽深邃的黑色。依靠革命性的全新等离子面板,配备最新设计的DCF(Direct Color Filter直接滤色器),能有效减低外界反射光线的干扰,从而呈现出更生动的图像。

索尼KLV-40F310A 未定

作为索尼最新上市的全高清液晶电视,4ff310A搭载了索尼10-bit液晶面板驱动技术,配合1920×1080的高分辨率,为用户打造更卓越的视听体验。配合索尼独有的BRAVIA ENGINE图像处理引擎技术和WCG-CCFL亮艳色彩背光源技术使40F310A具有更卓越的画质表现。除了不断提升的色彩展现能力40F310A的其他设置也充分体现了索尼高度人性化的理念。“Cinema Mode电影模式”可以将电影画质模拟成电影胶片质感的画面,产生更加生动的细节效果,结合S-Force前置虚拟环绕声系统这一高品质音频环绕技术,丰富了音质的层次感和空间感,让用户在家中也可以得到如同影院般的视听效果。

三星LA40N81B 199900元

三星LA40N81B的外观采用神秘性感的黑色,同时采用了玻璃化效果,而且还大幅提高了画面对比度及黑色表现力实现了卓越的黑色表现和完美画质,LA4CN81B拥有1920×1080的分辨率400cd/m2的亮度,15000:1的高对比度,使用了最新的FULLHD水晶超清晰面板。Wide Color Enhancer靓彩技术Movie Plus流畅动感技术、Anyret+(FDMI-CEC)DNle(数码自然影像技术)多项图像处理技术,列画面进行优化处理,达到最佳画面。声音方面,LA40N81B采用了SRS TruSurrodd XT专业环绕音箱系统,使音质效果达到了极致。接口方面,LA40N81B配备三个1.3版本的HDMI接口、AV端子、S端子及一些常用接口,完全可以满足广大消费者的需求。

东芝42C3000C 11480元

东芝42C3000C液晶电视采用的面板是日本8代夏普屏,拥有1920×1080的物理分辨率。同时这款电视还搭载了东芝全新高画质图像处理芯片Meta Brain pro,集结了背光自动调校系统3D色彩管理系统自然边缘优化系统、数字动态斜方向修正系统全数字影像处理系统,亮度/对比度动态优化系统3D数字梳状滤波器/全程数字跟踪降噪系统等丰富的视频优化功能。同时,New Jet Slit后置超宽域扬声器系统,结合SRS WOW三维动态环绕音效,带来了专业级的电视音响效果。接口方面,东芝42C3000C配备了两个HDMI接口一组色差两组S端子、三组AV接口和一个Ethernet网络接口齐备的接口使它拥有中端机种中最优秀的扩展性。

三星46F81BD 29999元

46F81BD是三星公司最新的一款46英寸高清等离子电视,其最大的特点是对比度可以达到25000:1。46F81BD支持Full HD分辨率、并且能够支持1080P 24帧输出,配备了120Hz芯片组,让用户在欣赏动感视频时,能获得更加出色的播放效果。

另外值得一提的是,46F81BD支持三星SystemLink技术,而在对这一技术提供支持之后,用户将可以通过它直接接入Internet网络。

创维47L18HF 18999元

维47L18HF液晶电视以黑色为主,边框采用流行的超窄设计,卧式一体化音箱采用比较宽大的网面造型,整体给人感觉是简约冷艳。性能上,47L181-F采用LPL液晶面板,拥有1920×1080的分辨率,5000:1的对比度,4毫秒的极速响应时间以及178度的宽视角。同时,它还使用了第三代六基色图像处理技术,能够完美还原图像的真实色彩,画面清晰流畅。另外,创维的屏变技术也依然在这款新品上得到了保留,有效防止了眩光,保护眼睛,47L18HF配备的接口丰富,可以满足一般家庭对数码娱乐生活的需求,47L18HF采用了SRS 3D环绕立体声和BBE电子音效,具有很好的环绕效果。

索尼KLV-46W300A 21418元

W系列是索尼最新推出的一个系列,是面向中高端用户的主力机种。W系列具有更加简洁的外观,凸显出电视的典雅别致,性能方面,W系列采用标准分辨率为1920×1080的10-bit液晶面板,运用了WCG-CCFL亮艳色彩背光源,BRAVIA ENGINEEX图像处理引擎,Cinema Mode电影模式等,并首次使用x.v.Colour色域标准,使其获得了更大的色彩表现空间,画面表现更加出色。此外,W系列还具有Photo Mode照片模式,使数码产品中的静态画面以优异的状态显示出来。其配备的3个HDMI接口和S-Force Front Surround前置虚拟环绕声系统也是W系列的亮点。

厦华LC-47HW36R 19999元

厦华LC-47HW36R隶属于厦华最高端的蓝极系列,采用全黑设计,搭配向后折射的卧式音箱,整体看上去显得超薄轻盈。LC-47HW36R采用了CPA的面板,具有1920×1080的物理分辨率、9000:1的动态对比度和4ms的极速响应时间。LC-47HW36R拥有微晶全能芯,实现3D数字图像处理,配合DCReTM专利图像处理,图像降噪处理、图像边缘锯齿处理、动态补偿,景深扩展,展示更佳的画面效果。接口方面,LC-47HW36R拥有3个HDMI接口,2个USB接口等,足以满足日常家庭影音欣赏的需要。此外,LC-47HW36R还要有录像功能,便于用户轻松实现对各种体育比赛的观看。

长虹LT47600 11999元

长虹LT47600液晶电视在工业设计上大胆融入适合家居环境的视觉元素,恰到好处地将产品与居室之美合二为一。LT47600采用独特的舒卷式设计,上下各以一个磨砂金属圆柱夹住电视主题部分,整体造型如同一副展开的画卷。该系列电视的图像表现力同样出众。它运用千亿次/秒的量子芯画质理器,对图像进行精微处理,同时配以量子芯画质增强引擎,有效改善图像质量。其采用了数字影像轮廓识别系列,能精准还原图像细节。此外,还运用了5区全色域提升技术,使色彩更加自然。

TCL L46M61F 14999元

量子节电技术范文第10篇

推进绿色照明,可采用效率高、寿命长、安全、性能稳定的照明电器产品。 采用高效节能的新型电光源是制造绿色照明产品的核心部分。照明电光源一般分为白炽灯、气体放电灯和其他电光源三大类,在绿色照明工程中,可根据具体情况,选择各种光源。

包衣荧光粉的制备方法

项目简介:致发光(EL)材料是将电能直接转换为光能的一种无机粉末发光材料,其发光颜色主要有蓝、绿、橙,以及上述颜色的过渡色。

意义:可广泛应用于EL玻璃屏、EL搪瓷屏、EL塑料屏、EL丝线等交、直流电致发光器件。

稀土长余辉荧光粉红粉材料

项目简介:该材料是在硫气氛中经高温灼烧而成的无机晶体粉末,呈微粉状;该材料和其他稀土长余辉荧光粉一样没有任何毒害和放射性,目前所研制的长余辉红粉材料发光强度较弱,余辉时间也较短,达不到实际应用的目的,所以该项目提出的稀土激活的碱土金属硫化物长余辉红粉材料克服了以上的不足,其性能得到提高。通过采取一定的合成工艺,添加激活剂和共激活剂,以改善其发光性能,使其达到实际应用的目的,是继绿色长余辉荧光粉后,研发成功的又一新型稀土激活的碱土金属长余辉红色荧光粉,实现了长余辉荧光的三基色。

PDP荧光粉及稀土离子量子剪裁现象研究

项目简介:该项目系统研究了不同稀土掺杂的正磷酸盐荧光材料,提出掺杂离子半径的减小和基质阳离子半径的减小均可使掺杂离子与基质阴离子空间距离减小,造成基质晶场对掺杂离子的作用增强,促使基质对掺杂离子的敏化作用增强。研究了不同稀土掺杂的正磷酸盐荧光材料中的能量传递过程,证实了在磷酸镧基质中存在Ce^(3+)Eu^(2+)的能量传递以及Tm^(3+)Gd^(3+)的能量传递,建立了能量传递模型。采用固相方法合成了BaZr(BO_3)_2:Eu^(3+)红色荧光材料,分析了结构与光谱的对应关系。采用固相合成方法和燃烧法分别获得了稀土掺杂的SrAl_2O_4材料,分析了结构和光谱特性,获得了高效发光的SrAl_2O_4:Tb^(3+)荧光材料。

彩色等离子体平板显示(PDP)用荧光粉浆料研究

项目简介:该项目研制了优良的PDP荧光粉浆料。荧光粉浆料通过丝网印刷到玻璃基板上,在两个障壁之间充有Ne-Xe的混合气体,气体放电后产生真空紫外线激发荧光粉发出R、G、B三色可见光,经混色后实现彩色显示。

意义:该项目研制出PDP荧光粉浆料,其配方组成不同于目前国内外的相关报道,发光性能和使用性能均达到国外产品水平;研制出PDP荧光粉浆料包敷方法,创新地解决了荧光粉在浆料中的沉降问题。

彩色等离子体平板显示(PDP)用荧光粉

项目简介:PDP荧光粉目前所使用的 (Y,Gd)BO_3:Eu^(3+) 红粉和BaMgAl10O17:Eu^(2+)蓝粉均用稀土离子激活,大量生产PDP荧光粉将有助于推动高纯稀土产业的发展,将促进稀土产业的高值化。

意义:PDP荧光粉将能成为继彩电、灯用稀土三基色荧光粉之后稀土在发光材料应用的又一个新的高技术产业。

便携式红外光源

项目简介:该实用新型公开的一种便携式红外光源包括:圆筒式电筒、调制盘、带通滤光片、驱动调制盘工作的带减速齿轮箱电机及固定调制盘和电机的圆筒形支架。其特征在于:发光灯泡为卤素灯,卤素灯前的电筒窗口罩玻璃为带通滤光片,在带通滤光片前面有一调制盘,圆筒形支架将电机与电筒固定成一体,构成一个便携式红外光源。

意义:该实用新型的最大优点是为红外仪器现场调试提供方便。

养殖专用光源研制

项目简介:该产品采用高透中波紫外玻璃管、双螺旋灯丝结构、新型电子粉、最佳管内充气压,提高了光源的辐射强度及寿命,并且采用电子镇流器节约能源;养殖专用光源用于畜禽照射,可有效调节机体新陈代谢,增加钙磷吸收,促进生长,提高了奶牛产奶量、蛋鸡产蛋率和猪的日增重;降低畜禽舍内有害气体及异味,改善畜禽舍环境质量,降低畜禽的死淘率。

意义:对在畜禽养殖中具有广阔应用前景,该研究居国内领先水平。

蓝光激发高亮度照明白光LED灯用YAG荧光粉

项目简介:该项目自行研制开发蓝光激发高亮度照明白光LED灯用YAG荧光粉。其主要应用于普通照明的高亮度白光LED光源及所有蓝光激发的白光二极管上。该技术主要利用在YAG基质中,Ce3+吸收蓝光后从2F基态能级跃迁到5d能级,然后再从激发态返回到基态能级而发射出黄光,黄光与芯片蓝光混色而成为白光。

新型调光冷光源系列

项目简介:新型调光冷光源系列产品具有以下特点:低热辐射含量的冷光输出;线性无级调节的冷光输出;高稳定度线性数字量化调节的冷光输出。

该成果实现了控光技术的创新:其中把单片CPU数字化技术用于冷光源调光为国内首创;该调控技术具有优良功能和较高的性能/价格比。通过查新,国内未见具有上述特点的冷光源的报道。整机性能达到国内先进水平。

意义:该产品具有较高的性价比、广泛的适应性,多家接产企业产销实践证明本新产品拥有广阔的市场前景,已产生较好的经济效益和社会效益。

新型冷光源甲烷报警矿灯

项目简介:新型冷光源甲烷报警矿灯是采用超高亮度LED冷光源照明、全新大容量锂电池供电再加上以热催化敏感元件为探头、智能单片机及多功能电路为核心的智能化、数字化的矿用全新甲烷报警照明矿灯。该矿灯采用安全照明系统,设有多重安全保护电路,不会点爆瓦斯,可避免由于矿灯引起的井下瓦斯事故,保障了矿井的安全。具有连续监测空气中的甲烷气体浓度,具有照度高、体积小、重量轻、点灯时间长、免维护、使用调校方便、性能稳定可靠等优点。可用于煤矿及各种矿山、石油、化工、铁路、公路运输等存在易燃易爆可燃气体的环境中安全照明、抢险救灾照明。

集成功率型LED固体照明光源

项目简介:该项目采用将多个小功率芯片组合形成大功率光源的技术方案,有效降低了生产成本,并显示了自己的特色。主要技术特点有:芯片间组合方式灵活多样,可适应不同用电条件需要;高效荧光粉的配置具有自主的知识产权,可以根据不同发射波长的芯片,配置相应的荧光粉配方,获得光源的相关色温可以涵盖从2700K的低色温到13000K的高色温,且显色指数在80以线路板上,满足不同照明场合的需要;使用铝基线路板作为固晶底板,有效解决饿功率光源的散热问题。

超高压短弧氙灯光源

项目简介:该灯内充入12atm的高压纯净氙气,在外加高压触发脉冲作用下,灯内距离非常近的两个电极之间便自动起弧点燃;泡壳的尺寸明显大于极间距离,电弧不受泡壳壁影响,只靠电极就能使电弧稳定,能得到很大的电弧比功率;灯在恶劣调制工作条件下完成与直流工作条件下相比成倍增长的有效红外光谱输出,并保证相对长的工作寿命。

意义:该光源采用了先进的石英泡壳抗冲击设计、封接处的抗冲击设计、电极抗溅射能力设计、电弧的稳定性设计、定点聚焦设计,耐振动抗冲击、工作状态稳定可靠、环境适应性强,各项性能指标均满足使用要求,与国内其它同类产品比较,光输出提高近30%。

超高压汞灯(UHP)投影光源

项目简介:超高压汞灯(UHP)投影光源采用创新技术,解决了200个工作大气压下的工作物质渗漏和爆炸问题。该产品研制生产中采用了特殊的电极处理方法和卤钨循环工艺,解决了极短放电间隙条件下的电极物质损耗问题与泡壁发黑和析晶问题,极大地提高了灯的有效寿命。研制生产的UHP100瓦/120瓦投影光源经国家电光源质量监督检验中心(上海)检测,各项光电参数指标符合企业标准的要求。

意义:该项目研制的UHP100瓦/120瓦投影光源的有效寿命已超过2000小时,产品性能指标处于国内领先水平,达到或接近国外同类产品。

长寿命泵浦脉冲氙灯光源

项目简介:该项目在抗溅射蒸发粉末阴极技术、高可靠性环形钼箔封接技术、防止封接区钼箔氧化开裂的密封技术、放电区玻壳处理技术等方面取得了一系列具有创造性的研究成果,采用这一系列先进技术制造的这种脉冲氙灯具有许多优良的性能,耐振动抗冲击、寿命长且工作状态稳定可靠,环境适应性强,解决了国内该技术领域的难题。

意义:该产品已经批量供货,为用户创造了可观的经济效益;提高了激光泵浦灯的研究水平,促进产品质量升级,不仅应用于工业激光产品上,而且可以替代进口产品应用于高技术军工产品上。

GZC-1型电光源综合测试仪

项目简介:GZC-1型电光源综合测试仪可广泛应用于包括白炽灯、高压汞灯、高压钠灯、荧光灯等在内的各种类型电光源产品电性能测试使用。GZC-1型电光源综合测试仪采用专用测量芯片,实现电压、电流、功率的精确测量;采用单片机自动控制各类数据的采集与通讯;采用通用电器元件进行强电控制,升级、维修方便;采用集中布线方式,使用产品广泛;采用预留端子与开关档位的方式,保证产品更新的扩展空间;采用虚拟仪器专用软件Labview7.0进行上位机编程,人机对话界面美观、大方,升级扩展方便。

意义:GZC-1型电光源综合测试仪可广泛应用于对包括白炽灯、高压汞灯、高压钠灯、荧光灯等在内的各种类型电光源产品的电性能测试。

侧面出光型LED背光源显示器

项目简介:侧面出光型LED背光源显示器是华联公司根据市场需求而开发的产品,主要是液晶显示器的辅助光源,依光源分布位置不同,分为侧光式即侧面背光源;直下式即底背光源。背光源模组中最核心技术为导光板的光学技术,目前主要有印刷形和射出成型形二种导光板形式,导光板技术主要考虑导光板材料的光穿透率及导光板的网点分布,一般采用PMMA材料或透明PC料,利用精密模具射出成型的导光板。一般要求背光源的出光均匀性要达到70%以上,若要求更严格达80%以上的,则需在导光板作相应的光学补偿。

采用LED发光源的出租车顶灯

项目简介:出租车顶灯作为出租车较为明显的标志,既可以方便乘客辨识,同时也可以为城市夜景增加一道美丽的风景。而市面上现有的出租车顶灯存在如下问题:其一,照射亮度不强,如果遇上能见度差的阴雨天、或者乘客视力不好的话,就很难得出准确判断;其二,易损坏,更换维护成本高;其三,耗费出租车的有限电能。为了进一步响应节约型社会的号召,进一步做到资源的合理配置,让出租车灯可以将城市装扮得更加靓丽,同时有效的使用清洁能源。作为改变出租车在城市中原有的不良形象:阻塞交通、浪费能源和污染环境等具有较强的公益效应。出租车行业的节能降耗是建设“节约型城市”和“节约型社会”中的又一个突破点。

CSTN/TFT-LCD用白色LED背光源

项目简介:该项目通过拓展LED在小尺寸背光源上的应用,利用其优越于CCFL的优点及市场需求趋势。创新点:用LED替代CCFL,解决LED光色一致性及发光强度、色温、电压、电流等参数对组装工艺的影响。通过对导光板的光学结构设计及导光板表面的微槽及微透镜处理,减少增光膜的使用、降低背光整体的厚度和成本。通过改变模具制造精度和采用一次性精密注塑成型工艺提高背光源的精度、改善其变形度、简化组装工艺。通过改变网点设计方式和网点的制造方式,提高背光源的亮度和均匀性。通过网点及光学膜的设计,结合灯的发光强度,控制光路的走向,解决双屏开小窗的均匀度问题。

543nm激光波长标准及实用型次级标准光源

项目简介: 543nm激光波长标准完全符合国际推荐的条件,其波长相对不确定度优于国际推荐的2.5×10-10。能够作为基准543nm标准光源提供溯源。实用型稳频543nm次级波长标准光源,满足了量块干涉仪小数重合法和其它高精度测量的需要,并在国内多家计量单位得到实际应用。

有源光纤光源与放大器等系列产品产业化

项目简介:该项目主要包括“单频窄线宽掺铒光纤激光器”和“掺铒光纤宽带光源”两部分。“单频窄线宽掺铒光纤激光器”是以掺铒光纤作为激光介质,有效地抑制了其他频率激光的产生,使光纤环形腔激光器产生单纵模激光输出;“掺铒光纤宽带光源”是用半导体激光器作为泵浦光,通过波分复用器将泵浦光入射到掺铒光纤中,并产生自发辐射光,随着光波在掺铒光纤介质中传播距离的增加,该自发辐射光得以放大。

910nm高功率半导体激光器主动式光源研究

项目简介:该项目主要内容是高功率InGaAs/AlGaAs/GaAs分别限制单量子阱激光器结构设计;高质量InGaAs/AlGaAs/GaAs分别限制单量子阱激光器材料的MBE外延生长;利用分析测试手段如,SEM,PL,X-ray 等分析测试技术对MBE生长的材料进行测试分析,研究InGaAs/AlGaAs/GaAs分别限制单量子阱激光器材料的光电特性;InGaAs/AlGaAs/GaAs分别限制单量子阱结构的器件制作工艺;对通过后工艺制得的InGaAs/AlGaAs/GaAs分别限制单量子阱激光器器件作综合测试,得到功率1W,波长910nm的器件;应用此器件展开主动式光源的研究。

微聚焦X射线光源相衬成像及其应用研究

项目简介:微聚焦X射线源(<40m)能提供较高空间相干性的X射线。它具有体积小、焦斑尺寸可调等特点,成像分辨率由焦斑尺寸决定。综合考虑输出通量和分辨率,拟选择光斑尺寸为 2 m的光源。考虑到X射线光管的通量相对较低,拟采用灵敏度较高的探测器。研究生物、化学等动态过程要求能实时成像,因而需要建立一个数字成像系统。系统由微聚焦X射线光源、样品台、探测器、计算机及相关扫描机构组成。实验研究阶段,整套设备置于一个1200×800的防振台上,以减小振动对成像分辨率的影响。X射线源固定,样品台可实现三维平动及一维转动,探测器可在光轴方向平动。整套装置置于一个防护罩内,以保证实验人员的安全。

汞氙灯研究

项目简介:汞氙灯是一种气体放电光源,在球型石英泡壳内,在距离非常近的两个电极之间由汞蒸汽和氙气完成放电发光。与其它气体放电光源比较有亮度很高、光色好、寿命长、紫外辐射强度大的特点。该项目研究了电极技术,确保了汞氙灯有良好的工作状态和寿命;钼箔气泡封接技术,保证汞氙灯获得良好的真空气密性和抗振动、耐冲击的机械特性,且消除了封接死区;管脚插脚排列技术,确保汞氙灯有好的聚焦性。

意义:该灯采用新的电极材料使亮度和寿命有较大的提高,且成本低,具有良好的经济前景。

白色有机电致发光材料和液晶背光源制备及全色显示研究

项目简介:该项目研究自行合成了高效宽谱带的白色有机电致发光材料Zn(BTZ)2,制备了两类新型单一发光层的白光OLED,即掺杂型Zn(BTZ)2器件和混合型LPPP器件。首次在Zn(BTZ)2中掺入荧光染料Rubrene,并做出高质量白光器件。并进行了提高白光器件发光效率的机理研究。首次将最佳掺杂浓度比条件下的Zn(BTZ)2:Rubrene白光器件应用于液晶显示器件并做出两类液晶显示背光源,即较大面积点阵式背光源和非点阵式背光源,它们均能很好满足液晶显示对背光源的要求。同时首次探索了将器件与彩色光学滤色片结合得到全色显示的可能性,获得了三基色发光并测得它们的发光强度、色度与光谱。依据混色原理,将得到的三基色光按不同的比例进行混合,可实现多色显示。此外,还进行了柔性白色有机电致发光器件的研究。

长弧氙灯研究

项目简介:长弧氙灯是利用高压氙气放电现象制成的一种气体放电光源,由石英泡壳、电极部件和填充气体三部分组成,灯内充入高纯氙气,具有亮度高、光色好的特点。该项目采用钛吸气剂技术,保证灯中杂质气体被有效吸除,使灯获得更好的氙气放电效果;电极净化处理技术,电极车制后经清洗除油、超声除油、烧氢退火、真空退火、高频去气等工序进行净化处理,从而获得更好的电子发射性能;环形钼箔-石英气泡封接技术,保证长弧氙灯获得良好的真空气密性和抗振动、耐冲击的机械特性,且消除了封接死区。

均匀纳米孔玻璃及其高效高强度发光性能研究

项目简介:该项目利用具有纳米孔的玻璃来抑制发光离子的浓度效应的方法,可以得到一代新型的透明高效发光材料,研究的成果有可能应用于固体激光和光纤放大器以及各种色彩的新型光源等特别是有可能用作新型环保照明光源以取代目前普遍采用的用汞蒸汽作为荧光灯管壁上白色发光材料的激光光源的日光灯。

ST・EL系列金卤灯电子镇流器

项目简介:金卤灯与其他人造光源相比具有突出的优点:高光效、高显色性、长寿命。是所有电光源中最好的光源。金卤灯采用电子镇流器驱动后,能提高发光效率、降低系统功耗、延长灯管使用寿命、降低灯电流波峰系数,具有更大的可控制性和很高的功率因数,可大幅降低比如电网架线、变压器等系统成本。项目研发围绕绿色照明、节电、提高光效、延长金卤灯管寿命、提高电子镇流器自身工作可靠性展开。灯管的正常启动和工作对施加电压的幅值、电流的波形要求严格,为消除灯腔声共振,施加的电流频率也严格按规律变化。提高功率因数(大于0.99),确保电路恒功率输出,降低电流谐波幅值,降低功耗,适应不同供应厂商的灯管产品特性。对启动状态下和工作状态下的灯开路、灯短路;环境温度、电网电压的大幅波动;各种外部电磁信号冲击干扰,等等,电子镇流器均能做出相应处理。

GaN基系列白色发光二极管

项目简介:GaN基系列白色发光二极管是在蓝光LED基础上产生的,主要作为指示或显示用,具有体积小,驱动电压低,响应速度快等特点,可耐恶劣条件,光效已超过白炽灯,耗能仅相当于白炽灯的10%-20%,寿命是白炽灯的20倍以上。该项目将蓝色发光芯片装于带杯形的引线框架上,荧光胶点于杯内,覆盖在蓝色芯片上面,形成一定厚度和弧度,最后通过环氧树脂封装,形成透镜作用,得到一定光学空间分布,还可以保护芯片和金丝。

意义:该产品设计合理,工艺设计适应批量生产要求,外形结构及性能符合用户使用要求,其主要的性能指标达到国内外同类产品领先水平。

半导体红外发光二极管

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