صفحه اصلی > نمایشگاه > محتوای

مروری بر تحقیقات در مورد پرکننده های رسانای حرارتی برای مواد پلیمری

Dec 17, 2019

این مهم برای بهبود هدایت حرارتی مواد پلیمری هدایت گرما است. در حال حاضر ، ساده ترین و مؤثرترین روش برای تولید مواد پلیمری رسانا حرارتی ، افزودن پرکننده های رسانای حرارتی به مواد پلیمری است. این روش می تواند به طور موثر هدایت حرارتی مواد پلیمری رسانا حرارتی را بهبود بخشد ، و این فرایند ساده است ، که منجر به تولید صنعتی می شود.

پرکننده فلزی

افزودن پودر فلز به پلیمر یک روش مؤثر برای بهبود هدایت حرارتی مواد است. در کریستال فلزی ، انتقال گرما به طور عمده از طریق حرکت جهت تعداد زیادی الکترون آزاد در داخل انجام می شود. پرکننده های فلزی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند نقره ، مس ، آلومینیوم ، منیزیم ، نیکل و غیره است. پودر فلز نه تنها هدایت حرارتی بالایی دارد بلکه از رسانایی بالایی نیز برخوردار است و همین امر باعث می شود مقاومت سطح پلاستیک رسانای حرارتی کم باشد و از هدایت خاصی برخوردار باشد. در زمینه الکترونیک و وسایل برقی که نیاز بیشتری برای عایق الکتریکی دارند ، مقاومت سطحی قطعات بیشتر است که این یک نقص عمده پلیمر پر از فلز است.

بسته بندی اکسید

پرکننده های اکسید عمدتاً شامل آلومینا ، اکسید منیزیم ، اکسید روی و غیره هستند که دارای هدایت حرارتی خاص و عملکرد عایق الکتریکی عالی هستند. پرکننده های اکسید عمدتاً برای پر کردن مواد عایق پلیمر به روش ترکیبی با نیتریدها استفاده می شوند که می توانند باعث افزایش هدایت حرارتی مواد ، حفظ خصوصیات الکتریکی پایدار و کاهش هزینه های تولید شوند.

آلومینا

آلومینا نوعی پرکننده معدنی چند منظوره است که دارای هدایت حرارتی بزرگ ، ثابت دی الکتریک و مقاومت در برابر سایش خوب است. علاوه بر این ، قیمت آن ارزان است ، بنابراین در پرکننده کامپوزیت رسانا حرارتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

氧化铝

قیمت آلومینا اسکوریک کم است ، اما مقدار پر کننده آن اندک است. در ژل سیلیس مایع ، حداکثر مقدار افزودن آلومینا اسکولی معمولی حدود 300 قسمت است ، بنابراین هدایت حرارتی محصول محدود است. با این حال ، آلومینای کروی مقدار زیادی پر دارد که حداکثر مقدار آن در ژل سیلیس مایع 600-800 فرم است. هدایت حرارتی محصول بالاست و قیمت آن نیز بالاست ، اما از قیمت نیتورید بور و نیترید آلومینیوم پایین تر است.

اکسید منیزیم

اکسید منیزیم پودر زرد سفید یا روشن است و مقاومت خوبی در برابر آتش دارد. قیمت MgO کم است ، به راحتی رطوبت موجود در هوا را به خود جذب می کند ، ویسکوزیته ای قوی دارد ، نمی تواند در مقادیر زیادی پر شود و از مقاومت در برابر اسید ضعیف برخوردار است. آسان است که توسط اسید خوردگی شود ، که کاربرد آن در محیط اسید را محدود می کند.

اکسید روی

اکسید روی از نظر اندازه و یکنواختی ذرات مناسب است ، که برای تولید گریس سیلیکون رسانا حرارتی مناسب است ، اما هدایت حرارتی آن پایین است ، که برای تولید محصولات رسانای حرارتی بالا مناسب نیست. از نظر وزنی سبک ، ویسکوزیته قوی است و برای گلدان های گلدان مناسب نیست.

بسته بندی نیترید

پرکننده های نیترید مورد استفاده متداول عبارتند از: نیترید آلومینیوم ، بور نیترید ، نیترید سیلیکون و غیره که از مزایای هدایت حرارتی بالا ، ضریب انبساط حرارتی کم ، ثابت دی الکتریک پایین ، مقاومت در برابر دمای بالا و غیره برخوردار هستند و بهترین پرکننده ها برای بهبود هدایت حرارتی سیستم عایق

نیترید آلومینیوم

نیترید آلومینیوم نوعی نیترید الماس است که با پایداری 2200 ℃ می تواند وجود داشته باشد ، از هدایت حرارتی خوبی برخوردار بوده و ضریب کمی انبساط حرارتی را دارد و یک ماده ضربه ای مقاوم در برابر حرارت است. هدایت حرارتی AlN نزدیک به اکسید بور و کاربید سیلیکون است که بیش از 5 برابر آلومینا است.

Boron Nitride

氮化硼

نیترید بور متعلق به ساختار لایه ای سیستم شش ضلعی است که شبیه به ساختار گرافیتی است. دارای رسانایی حرارتی بالا ، ضریب انبساط حرارتی کم ، پایداری حرارتی عالی ، مقاومت در برابر اکسیداسیون بالا و غیره است. با این وجود قیمت آن بسیار بالاست. اگرچه نیترید بور به تنهایی می تواند به هدایت حرارتی بالا ، شبیه به نیترید آلومینیوم برسد ، ویسکوزیته سیستم پس از مقدار زیادی از پر شدن به شدت افزایش می یابد ، که کاربرد آن را محدود می کند.

نیترید سیلیکون

نیترید سیلیکون از عملکرد عایق الکتریکی عالی ، هدایت حرارتی تا 180 وات / مترمکعب و استحکام بالا برخوردار است. نیترید سیلیکون دارای دو شکل کریستالی α و β است که هر دو آنها شش ضلعی هستند. در تولید و کاربرد عملی ، β - Si3N4 مؤلفه اصلی است.

پرکننده کاربید

پرکننده های کاربید عمدتا پرکننده های کاربید سیلیکون و کاربید بور هستند.

کاربید سیلیکون

碳化硅

کاربید سیلیکون از ذوب کوارتز ، کک نفتی (یا کک زغال سنگ) و خاک اره توسط ذوب درجه حرارت بالا در کوره مقاومت ساخته شده است. خواص شیمیایی SiC پایدار است ، هدایت حرارتی آن از سایر پرکننده های نیمه هادی بهتر است و هدایت حرارتی آن حتی در دمای بالا حتی بیشتر از فلز است.

کاربید بور

کاربید بور نوعی ماده نسوز و فوق سنگ است که دارای هدایت حرارتی بالایی است ، اما قیمت آن گران است ، بنابراین در عایق بندی مواد پلیمری کاربرد زیادی ندارد.

دیگر پرکننده های غیر فلزی معدنی

پرکننده های غیر فلزی معدنی عمدتا به نانولوله های کربن ، گرافیت ، کربن سیاه و برخی مواد معدنی مراجعه می کنند.

نانولوله های کربنی

C纳米管

نانولوله های کربنی نانولوله های کربنی تک دیواره ای و نانولوله های کربنی چند دیواره ای هستند. با توجه به هدایت حرارتی محوری بالا ، مقدار کمی از نانولوله های کربن می توانند به طور قابل توجهی هدایت حرارتی کامپوزیت را بهبود بخشند.

گرافیت

گرافیت نوعی ماده غیر فلزی لایه بندی شده با سطح صاف ، عملکرد روغن کاری عالی و فاکتور بزرگ در حالت لایه برداری است. استحکام خاص (نسبت مقاومت / چگالی) گرافیت بیشتر است ، و هدایت و هدایت حرارتی آن بسیار عالی است. در مقایسه با نانولوله های کربن ، گرافیت ارزان تر است.