本发明属于发光器件技术领域，具体涉及一种led日光灯。
背景技术：
led作为一种新型光源，由于具有节能、环保、寿命长、启动速度快、能控制发光光谱和禁止带幅的大小使彩度更高等传统光源无可比拟的优势而得到了空前发展。大功率led固态照明是继白炽灯发明以来，最重要的照明革命。半导体led材料能将电能直接转化为光能，具有与传统照明光源最大的不同，发光效率高，能耗仅为普通白炽灯八分之一；寿命长；无频闪、无红外和紫外辐射以及不含汞元素等，是典型的节能、绿色环保照明。
伴随着led电流强度和发光量的增加，led芯片的发热量也随之上升，对于led，输入能源的70％都以热的形态消耗掉。如果这些热量不能及时排出外界，造成芯片的温升效应，led的寿命和光输出都会大打折扣；随着技术进步及市场规模的不断扩大，单颗led的功率密度及发光效率在不断提高，对led封装材料及工艺也提出了更高的要求。
led灯壳不仅仅是罩在灯上为了使光聚集在一起的作用，还可以防止触电，对保护眼睛也有作用，所以每个灯上都会有灯壳。现很多工业照明led灯具应用于军事、航天航空、冶金、采矿等领域，采用的多是铝合金等耐腐蚀高强的材料。铝外壳容易散热，外观精美，重量轻巧，很多高端电子产品都用铝制外壳。led采用铝外壳可以增加灯芯的寿命，使led灯看起来美观。但普通铝合金的热膨胀系数与led芯片差异很大，当温度变化很大或封装作业不当时极易产生热歪斜，引发芯片瑕疵及发光效率降低。由于led亮度随驱动电流的增大而增大，对更高亮度的led，普通铝合金外壳已经无法满足其散热要求；因此需要开发出新的led灯外壳，提高灯的散热速度。
技术实现要素：
本发明针对现有led日光灯灯壳存在的缺点，提供一种高散热、高力学性能的铝合金以及聚碳酸酯材料制作led灯壳，满足led灯的散热需求。
本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：
一种led日光灯，所述led日光灯的外壳由底座和面罩组成，所述面罩由聚碳酸酯材料制成，所述底座由铝合金材料制成，所述铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.02-0.16％，cu：0.5-1.8％，mg：0.3-1.0％，多孔二氧化硅：0.11-0.66％，纳米碳化硅：0.5-2.4％，余量为al。
ag元素和cu元素具有高热导率，在al中只需添加少量的ag和cu混合物，就能大幅度提高铝合金的热导率，增强铝合金的散热速度。虽然ag和cu的热导率高，但是其含量需要严格控制，并不是ag和cu越多越好，过多的ag和cu对铝合金的散热速度提高无益，还会提高材料成本以及降低铝合金的力学性能。mg的添加协同ag和cu提高散热性。多孔二氧化硅和纳米碳化硅分散于铝合金材料中，提高材料的力学性能和散热性，二氧化硅本身具有良好的导热性，同时多孔的二氧化硅，形成的孔隙，有利于金属中的电子自由移动，高温区的电子携带热量移动到低温区，实现热量的转移。
作为优选，所述铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.05-0.10％，cu：0.8-1.5％，mg：0.5-0.8％，多孔二氧化硅：0.2-0.5％，纳米碳化硅：1.0-2.2％，余量为al。
作为优选，所述多孔二氧化硅的粒径为100-400nm，孔径为1-20nm。多孔二氧化硅的粒径越小，其在铝合金中的分散越均匀，但是粒径太小，多孔二氧化硅会形成团聚，影响分散。多孔二氧化硅的孔径需要小而致密，有利于散热。
作为优选，所述纳米碳化硅的粒径为50-200nm。
作为优选，所述铝合金材料的制备方法包括以下步骤：按成分配比称取原料混合均匀，在720-780℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以≥10℃/s的速度加热至700-900℃，随后以0.1-0.5℃/s的速度加热至1500-1700℃，保温50-100min，冷却后回火。
本发明ag、cu、mg、多孔二氧化硅、纳米碳化硅以及al加热熔融，浇铸得铸坯后，进行固溶处理，先以≥10℃/s的速度加热至700-900℃，此时金属溶解，然后采用缓慢升温的方式将温度提高到1500-1700℃，因纳米碳化硅的熔点要远远高于金属原料以及金属组织中形成的强化相，强化相固溶时，纳米碳化硅仍以颗粒形式存在，可以诱导合金各组织沿着颗粒生长，因纳米碳化硅在合金中高度分散，使得各相在合金中均匀生长，并阻碍晶粒的长大，细化晶粒。
作为优选，所述回火为：加热至250-400℃保温回火2-5h。
作为优选，加热至250-400℃保温回火时，用1000-3000v的电脉冲处理20-50min。回火时，进行电脉冲处理，一方面可以细化晶粒，提高材料韧性，另一方面，电脉冲因其振动效应，经其处理后，铝合金组织的金属电子被束缚度降低，形成更多的自由电子，散热性能得到大幅提高。
作为优选，所述聚碳酸酯材料的成分及其重量百分比为：聚甲基丙烯酸甲酯：10-20％，氮化硼3-8％，硅烷偶联剂0.5-2％，余量为聚碳酸酯。聚甲基丙烯酸甲酯用于提高聚碳酸酯的透光性，氮化硼增强增韧，硅烷偶联剂提高氮化硼、聚甲基丙烯酸甲酯与基体的相容性。由此形成的聚碳酸酯材料透光聚光性能优异。
作为优选，所述聚碳酸酯树脂是光学级聚碳酸酯，透光率＞90％，熔融指数60-80g/10min。
与现有技术相比，本发明用于led日光灯外壳的铝合金含有ag、cu、mg、多孔二氧化硅和纳米碳化硅成分，各成分之间相互作用，提高散热性能，且通过缓慢加热固溶处理，纳米碳化硅诱导强化相分布均匀，进一步提高铝合金材料的力学性能及散热性。由此铝合金制成的底座和聚碳酸酯材料制成的面罩组装成的led日光灯外壳散热、力学性能大幅度提高。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.03％，cu：1.8％，mg：0.9％，多孔二氧化硅：0.55％，纳米碳化硅：0.6％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为30nm，粒径为500nm，纳米碳化硅的粒径为300nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在750℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以20℃/s的速度加热至800℃，随后以0.2℃/s的速度加热至1600℃，保温60min，冷却后加热至300℃保温回火3h，得铝合金材料。
实施例2
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.03％，cu：1.8％，mg：0.9％，多孔二氧化硅：0.55％，纳米碳化硅：0.6％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为5nm，粒径为200nm，纳米碳化硅的粒径为300nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在750℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以20℃/s的速度加热至800℃，随后以0.2℃/s的速度加热至1600℃，保温60min，冷却后加热至300℃保温回火3h，得铝合金材料。
实施例3
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.03％，cu：1.8％，mg：0.9％，多孔二氧化硅：0.55％，纳米碳化硅：0.6％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为5nm，粒径为200nm，纳米碳化硅的粒径为100nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在750℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以20℃/s的速度加热至800℃，随后以0.2℃/s的速度加热至1600℃，保温60min，冷却后加热至300℃保温回火3h，得铝合金材料。
实施例4
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.07％，cu：1.0％，mg：0.7％，多孔二氧化硅：0.3％，纳米碳化硅：1.6％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为5nm，粒径为200nm，纳米碳化硅的粒径为100nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在750℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以20℃/s的速度加热至800℃，随后以0.2℃/s的速度加热至1600℃，保温60min，冷却后加热至300℃保温回火3h，得铝合金材料。
实施例5
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.07％，cu：1.0％，mg：0.7％，多孔二氧化硅：0.3％，纳米碳化硅：1.6％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为5nm，粒径为200nm，纳米碳化硅的粒径为100nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在750℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以20℃/s的速度加热至800℃，随后以0.2℃/s的速度加热至1600℃，保温60min，冷却后加热至300℃保温回火时，用2000v的电脉冲处理90min，继续保温回火90min，得铝合金材料。
实施例6
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.07％，cu：1.0％，mg：0.7％，多孔二氧化硅：0.3％，纳米碳化硅：1.6％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为5nm，粒径为200nm，纳米碳化硅的粒径为100nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在750℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以20℃/s的速度加热至800℃，随后以0.2℃/s的速度加热至1600℃，保温60min，冷却后加热至300℃保温回火时，用2000v的电脉冲处理50min，继续保温回火130min，得铝合金材料。
实施例7
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.06％，cu：1.1％，mg：0.6％，多孔二氧化硅：0.4％，纳米碳化硅：1.2％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为10nm，粒径为300nm，纳米碳化硅的粒径为200nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在780℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以30℃/s的速度加热至900℃，随后以0.3℃/s的速度加热至1700℃，保温70min，冷却后加热至350℃保温回火时，用1000v的电脉冲处理40min，继续保温回火120min，得铝合金材料。
实施例8
本实施例铝合金材料的成分及其重量百分比为：ag：0.09％，cu：1.2％，mg：0.8％，多孔二氧化硅：0.5％，纳米碳化硅：1.9％，余量为al。其中多孔二氧化硅的孔径为2nm，粒径为100nm，纳米碳化硅的粒径为50nm。
按上述成分配比称取原料混合均匀，在720℃下加热融化，浇铸得铸坯，在真空高温炉中，铸坯以25℃/s的速度加热至720℃，随后以0.1℃/s的速度加热至1600℃，保温90min，冷却后加热至250℃保温回火时，用3000v的电脉冲处理20min，继续保温回火150min，得铝合金材料。
对比例1
对比例1与实施例6的区别在于，对比例1的ag含量为0.3％、cu为2.5％，其它与实施例6相同。
对比例2
对比例2与实施例6的区别在于，对比例2的铝合金材料不包括ag，其它与实施例6相同。
对比例3
对比例3与实施例6的区别在于，对比例3的铝合金材料不包括cu，其它与实施例6相同。
对比例4
对比例4与实施例6的区别在于，对比例4的铝合金材料中普通无孔二氧化硅取代多孔二氧化硅，其它与实施例6相同。
对比例5
对比例5与实施例6的区别在于，对比例5的铝合金材料不包括无孔二氧化硅，其它与实施例6相同。
对比例6
对比例6与实施例6的区别在于，对比例6的铝合金材料不包括纳米碳化硅，其它与实施例6相同。
对比例7
对比例7与实施例6的区别在于，对比例7铝合金材料的制备方法中铸坯以常规速度加热至1600℃，其它与实施例6相同。
对比例8
对比例8与实施例6的区别在于，对比例8铝合金材料的制备方法中铸坯以20℃/s的速度加热至800℃，随后以1℃/s的速度加热至1600℃，其它与实施例6相同。
将实施例1-8和对比例1-8的铝合金材料制备成led日光灯外壳的底座，测量该底座的散热性能以及力学性能，其中底座温度的测量方式为：led日光灯工作2h时，测量底座表面的温度；结果如表1所示。
表1实施例1-8和对比例1-8制备的外壳底座性能参数
从表1中可以看出，实施例6-8的底座具有优异的散热性能以及力学性能，对比例1-6因铝合金成分不在本发明保护的范围内，对比例7-8因铝合金制备方法不在保护范围内，故对比例1-8的性能相对于实施例6有很大程度降低。
实施例9
本实施例led日光灯外壳的面罩由聚碳酸酯材料制成：聚甲基丙烯酸甲酯：15％，氮化硼3％，硅烷偶联剂1.5％，余量为聚碳酸酯；底座由实施例6的铝合金材料制成；将面罩和底座组合成led日光灯外壳。
实施例10
本实施例led日光灯外壳的面罩由聚碳酸酯材料制成：聚甲基丙烯酸甲酯：20％，氮化硼8％，硅烷偶联剂2％，余量为聚碳酸酯；底座由实施例7的铝合金材料制成；将面罩和底座组合成led日光灯外壳。
实施例11
本实施例led日光灯外壳的面罩由聚碳酸酯材料制成：聚甲基丙烯酸甲酯：10％，氮化硼5％，硅烷偶联剂1.0％，余量为聚碳酸酯；底座由实施例8的铝合金材料制成；将面罩和底座组合成led日光灯外壳。
实施例9-11的led日光灯外壳具有良好的散热性、力学性能以及透光聚光性。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。