صفحه اصلی > نمایشگاه > محتوای

نیترید بور حرارتی رسانا فیلر

Feb 03, 2017

نیترید بور پر حرارتی کامپوزیت رسانا

چکیده: اخیرا تهیه بالا حرارتی رسانا عایق پلیمر ماتریس کامپوزیت با اضافه کردن مواد رسانا حرارتی موضوع پژوهش داغ تبدیل شده است. در این مقاله وضعیت تحقیقات حرارت پلاستیک رسانا و حرارتی لاستیک رسانا با نیترید بور (گردان) به عنوان پر کننده مورد بررسی است. در درمان سطح پر کننده در بر داشت، می تواند به بهبود سازگاری بین ماتریس و پر کننده، کاهش مقاومت انتقال حرارت بین دو; پرکننده های چند حالته با نسبت مناسب پر کردن ماتریس پلیمر ترکیبی، پرکننده افزایش منطقه تماس، بنابراین به طور موثر بهبود هدایت حرارتی نسبت ماتریس پلیمر بسازیم. در این مقاله، مکانیسم هدایت حرارتی و معمولی مدل نظری پر حرارتی کامپوزیت رسانا به طور خلاصه معرفی شده است.

مواد کامپوزیت پلیمر حرارتی رسانا مزایای استفاده از مقاومت در برابر خوردگی، نور، و غیره، به طور گسترده ای مورد استفاده در هوا و فضا و بسته بندی ریز الکترونیک و حرارت مهندسی و مهندسی شیمی و استفاده از انرژی خورشیدی و زمینه های دیگر، روش تهیه تاریخچه تحقیقات تبدیل شده است. اگر چه اکثریت قریب به اتفاق پلیمرها عایق و ویژگیهای عالی عایق الکتریکی، خود هدایت حرارتی بسیار پایین در 0.15 W است / (m * K) ~ 0 25W / (m * K) محدوده. اگر هدایت حرارتی مواد پلیمری را می توان داده شده است، آن را گسترش کاربرد آن در زمینه هدایت حرارتی. روش بهبود هدایت حرارتی پلیمر عمدتا تهیه بالا پر حرارتی پلیمر رسانا، فلز رسانا از جمله معمول پر اکسید فلزات (آلومینیوم, مس)، (اکسید آلومینیوم، اکسید منیزیم و اکسید روی و غیره) و یا برخی از پر کننده سرامیک مانند دی اکسید سیلیکون کاربید سیلیکون نیترید سیلیکون نیترید آلومینیوم نیترید بور، و غیره... نمایشگاه های نیترید بور هدایت حرارتی بالاتر (حدود 300 وات / (م? K)), و مزایای استفاده از ضریب انبساط حرارتی کم و ضریب مقاومت، پایداری شیمیایی خوب و غیره است. بنابراین، نیترید بور فقط می توانید بهبود هدایت حرارتی ماتریس پلیمر اما همچنین رسانایی الکتریکی ماده را میتوانید

بنابراین، اولین انتخاب برای تهیه هدایت حرارتی بالا و عايق های الکتريکی مواد کامپوزیت است.

وضعیت تحقیقات 1 نیترید بور (گردان) پر کامپوزیت رسانا

1.1 رسانا حرارتی عایق پلاستیک

1.1.1 رزین های گرما سخت: رزین های گرما سخت با توجه به درجه حرارت تغییر شکل داغ حرارت خاص به طور کلی بالا رزین های پلاستیکی، و اکثر آن معمولا استفاده می شود با فشار دادن گرم و ریخته گری قالب فرآیند مناسب برای تعداد زیادی از پرکننده های معدنی است. بنابراین، بسیاری از تحقیقات بر روی رزین های گرما سخت انجام شده و نتایج مهم حاصل شده است. 15 یونگ با صلنس هستند جفت عامل درمان به سطح گردان، و سپس در 2 اندازه های مختلف از نیترید بور شش ضلعی (hBN، 0.2 متر و 0.4 متر) و 1 انواع نیترید بور مکعب (cBN، 1 متر) پر شده با رزین های اپوکسی، با استفاده از چند مدل هیبرید پرکننده پر کردن ماتریس اپوکسی پرکننده منطقه تماس بین حرارت را افزایش می دهد. درمان به سطح مواد معدنی می تواند مقاومت انتقال حرارت بین ماتریکس و پر کن، هر دو که می تواند به بهبود هدایت حرارتی کامپوزیت و همچنین می تواند بهبود درجه اتصال عرضی و پایداری حرارتی از رزین های اپوکسی را کاهش می دهد. رزین های اپوکسی با چوق Xu 16 دوره کسری از پرکننده پر شده است 57 درصد گردان، هدایت حرارتی کامپوزیت رسیده 10 3W / (M - K)، علاوه بر این، با کسر جرمی صلنس هستند گردان تغییر عامل 2.4% جفت می تواند قابل توجهی بهبود پرکننده و ماتریس رابط، هدایت حرارتی می تواند 97% افزایش یافت.

1.1.2 رزین های گرمانرم گرمانرم رزین است processability خوب و کوتاه در قالب چرخه بهره وری بالا مزایای توسعه processability خوب و عالی جامع خواص رزین گرمانرم بر اساس مواد کامپوزیت عایق حرارتی همواره هدف محققان. ساتو با شش بور نیترید h گردان ذرات به اندازه کمتر از 0.7 متر) به عنوان پرکننده، توسط پوشش افزایش پی (PI) مصالح کامپوزیت، کاهش رابط اندازه و حرارت هدایت مقاومت، افزایش دو و میل به هدایت حرارتی کامپوزیت آماده شد. انجیر. 1 ارتباط ساختاری hBN و PI نشان می دهد و می تواند آن را دیده که ارتباط کمی بین این دو وجود دارد، پراکندگی فونونی رابط کاهش می یابد و تعامل می يابد. هنگامی که مقدار پر کردن کسری دوره 60% هدایت حرارتی 7 وات / (M - K)، افزایش 30 بار در مقایسه با بستر، هدایت حرارتی مقدار بسیار ارزشمند است. لی (18) و به همین ترتیب، سطح گردان درمان را در ماتریس پی، و مواد کامپوزیت با خوب هدایت حرارتی تعبیه شده بود آماده می شد. هنگامی که گردان کسر حجمی از 30%، میکرو و نانو ذرات نسبت توده است 73، هدایت حرارتی کامپوزیت است تا ارتفاع 1.2 W / (M - K)، دمای انتقال شیشه ای بالاتر از دمای تجزیه حرارتی بیش از 536 360، مواد کامپوزیت به طور همزمان هدایت حرارتی بالا و پایداری حرارتی است.

1.2 عایق حرارتی لاستیک

حرارتی لاستیک رسانا نوع لاستیک بر اساس مواد مرکب با رسانایی گرمایی بالا برق و خوب آب بندی اموال است. مدل ابزار می تواند مورد استفاده قرار گیرد به طور موثر پر کردن شکاف بین رابط اجزای سرد می شوند و هوای بین واسط های سرد و گرم را می توان حذف و رادیاتور بهره وری را می توان حدود 40 درصد افزایش یافته است. 19 ژو گردان محتوا و ذرات اندازه دما بالا روکش سیلیکون لاستیک (HTV) اثر هدایت حرارتی، اندازه درصد معینی از گردان هیبرید لاستیک سیلیکونی پر از حداکثر هدایت حرارتی و اندازه بزرگ ذرات پرکننده از اندازه کوچک هستند احتمال بیشتری برای رسانا کانال هایی در بر داشت. وقتی Kemaloglu (20) با لاستیک سیلیکونی با اشکال مختلف و اندازه پر بود، آن را یافت رسانائی دیسک مانند پرکننده با نسبت ابعاد از نزدیک به 20 بيشتر از 4 انواع دیگر چو ماه با اکسید آهن در nanosheets گردان آماده شده توسط نانو اصلاح گردان بود / کامپوزیت polysiloxane فیلم ها با جهت گیری بالا ، هدایت حرارتی آن

گردان جهت تغییرات، موازی جهت فیلم نانو میزان هدایت حرارتی 20 برابر بيشتر از جهت عمودی در ماتریس جهت فیلر آرایش معدنی و آلی / کامپوزیت مواد انتقال حرارت قابل مشاهده است قابل توجهی می تواند بهبود آن برنامه در برق، هدایت حرارتی بالا از پتانسیل زمینه نیمه هادی.

مطالعه از 2 پر به کامپوزیت رسانا

مکانیسم هدایت حرارت 2.1

هدایت حرارتی میزان هدایت حرارتی مواد مرکب پر حرارتی پلیمر رسانا و ماتریس پلیمر نه تنها مرتبط بلکه نیز مرتبط با هدایت حرارتی فیلر اندازه ذرات، مورفولوژی، و محتوای نسبی ماتریس و تعامل عوامل بسیاری است. رسانائی حرارتی مواد رسانا است بسیار بهتر از مواد ماتریس و هدایت حرارتی کامپوزیت بالاتر از ماتریس پلیمر خالص است. تنها زمانی که مقدار فیلر کمتر بیشتر از پرکننده های بسته ماتریس پلیمری است یکدیگر تماس و تعامل واقعی، بر روی سهم هدایت حرارتی مواد مرکب پلیمری شکل داد; تنها زمانی که مقدار پر کننده می رسد ارزش حیاتی یعنی آستانه نفوذ، برای رسیدن به احساس واقعی تماس و تعامل بین رسانش گرمایی که پر، ساختار مشابه زنجیره یا شبکه--به منظور تشکیل یک سیستم هدایت حرارت زنجیره (شبکه)، قابل توجهی هدایت حرارتی مواد مرکب مانند Fig.2 نانو بور نیترید مواد هدایت حرارت در 13 قصد بهبود بخشد.

هنگامی که پرکننده در جهت هدایت حرارت انجام نشد به شکل زنجیره ای، سیستم مدار سری معادل، ماتریس و فیلر به عنوان 2 مقاومت حرارتی، هدایت حرارتی از فرمول کامپوزیت: 1 / لاندا فی = 2 / لاندا + (1 - فی) / لاندا 1 (لاندا نوع:-هدایت حرارتی کامپوزیت; هدایت حرارتی در پلیمر - لاندا لاندا 1 2 - فیلر هدایت حرارتی; فی - ذرات پر در کل سیستم کسر حجمی زیر همان). سیستم هدایت حرارتی توسط هدایت حرارتی پلیمر کم مقاومت حرارتی در جهت جریان گرما بزرگتر منجر به سیستم هدایت حرارت ضعیف است; وقتی پر کننده حرارتی رسانا هدایت زنجیره در جهت جریان گرما مدار معادل درجه حرارت هدایت حرارتی کامپوزیت فرمول است: لاندا = 2 + (1 - لاندا فی فی لاندا) 1, جریان اکثریت حرارت از طریق هدایت حرارتی بالا پر کننده کوچک مقاومت حرارتی در سیستم جهت جریان حرارت، خوب هدایت حرارتی. بنابراین، به منظور هدایت حرارتی بالا بدست آوردن ماتریس پلیمر کامپوزیت حرارت انجام زنجیره در جهت جریان گرما در بخش درونی سیستم تشکیل می شود باید

اطلاعات کلید.

2.2

مدل هدایت

در انجام تحقیقات برای سال های بسیاری، محققان با توجه به استفاده از روش شبکه حداقل مقاومت حرارتی روش و همگن نظریه مختلف پر کردن نوع کامپوزیت هدایت حرارتی پیش بینی مدل مطرح، و مدل تغییر یافته و بهبود یافته. مانند ماکسول و Eucken Bruggeman Hamil تن Crosser و دیگر ذرات کروی پر مدل هدایت حرارتی و اسپرینگر Tasi, رایلی و دیگر مدل پر هدایت حرارتی الیاف. با این حال، بسیاری از این مدل ها هستند محدود به مقدار کم مایه (دوره کسری 0%)

(30 درصد) و برخی از سیستم های (مانند پرکننده تنها از سیستم دو یوان)، اصول بالا نیست. Agari 23، تجزیه و تحلیل کاستی مدل توجه به پرکننده می گذارد crystallinity و اندازه بلور پلیمر، تغییر رسانایی حرارتی پلیمر و فیلر فرض توزیع یکنواخت مکانیسم هدایت عمودی و موازی، پرکننده در بارگذاری بالا مناسب تر است.

3 عوامل مؤثر بر رسانائی حرارتی کامپوزیت رسانا

33.1 انتخاب مواد ماتریس

به طور مستقیم بر هدایت حرارتی کامپوزیت ترکیب و ساختار ماتریس پلیمر. پلیمر است که طیف گسترده ای از منابع کم هزینه، خوب خواص مکانیکی تکنولوژی پردازش ساده و هدایت حرارتی بالا مناسب تر است، به عنوان مواد ماتریس است. برای دیدار با این شرایط ماتریس پلیمر رقم زیر هستند: پلاستیک رسانا (HDPE, LDPE, پی, PA6, و غیره)، هدایت حرارتی لاستیک (سیلیکون لاستیک، لاستیک طبیعی، و غیره).

3.2 انتخاب و درمان بسته بندی

خلوص بالا، سازه، چند شبکه نقص و هدایت حرارتی بالا کلید برای به دست آوردن هدایت حرارتی بالا مرکب است. با توجه به توزیع پرکننده در ماتریس بر اساس نوع و ماهیت انتخاب پر مختلف پردازش (جفت عامل درمان درمان مافوق صوت و یا درمان پلاسما) روش درمان سطح سرنگ را به منظور بهبود ماتریکس آلی و غیر آلی

سازگاری بین پر کننده و رابط مقاومت حرارتی را کاهش می دهد.

3.3 انتخاب و بهینه سازی شرایط پروسه.

4 روش اصلی برای تهیه مرکب حرارتی رسانا که پودر مخلوط کردن، مخلوط مذاب، راه حل مخلوط و مخلوط وجود دارد. مطالعه در بر داشت که استفاده از پودر پر کننده ذرات پراکنده در ماتریس در بهترین سیستم بالاترین رسانایی گرمایی است; ذرات مختلف اندازه پراکندگی بهترین سیستم هدایت حرارتی مواد پر کردن بالاترین، پر می تواند به حداکثر تماس بین، بهبود هستند هدایت حرارتی مواد با ریخت شناسی های مختلف نرخ بسیار مطلوب; پرکننده و استفاده از collocation تاثیر قابل توجهی بر بهبود هدایت حرارتی مواد و خواص مکانیکی، پایداری حرارتی نیز دارند.

4 خلاصه و چشم انداز

هدایت حرارتی مواد مرکب می تواند بهبود قابل توجهی اگر چه تحقیقات نظری و تجربی مبتنی بر پلیمر حرارتی مواد رسانا بر اساس و توسعه داده شده است، اما بسیاری از آنها محدود به مقدار بالا پر پر کننده،. کم پر و نحوه تحقق مواد هدایت حرارتی بالا در حالی که کارایی مواد و خواص مکانیکی هدف کار آینده کامپوزیت عالی پژوهش و توسعه، به نیازهای مدرن دفاع ملی و توسعه اقتصادی است. می توان انتظار داشت که عایق حرارتی مواد کامپوزیت توسعه بسیار خوب داشته باشند.