蘇州陽池科技有限公司2024-11-13
導(dǎo)熱墊片中的有機(jī)物基材一般都是熱的不良導(dǎo)體,其導(dǎo)熱系數(shù)一般都低于0.5W,因此需要在添加一定量的高導(dǎo)熱填料制備成復(fù)合材料來提升其導(dǎo)熱性能。目前,導(dǎo)熱墊片中的導(dǎo)熱填料包括金屬填料、無機(jī)陶瓷填料以及碳系填料。 1、金屬填料:高熱導(dǎo)率、非絕緣應(yīng)用 金屬填料主要有金、銀、銅、鋁、鐵、鋅等,其導(dǎo)熱機(jī)理主要是依靠電子運動來進(jìn)行。這些電子之間相互碰撞可以實現(xiàn)快速傳熱,由于電子本身攜帶電荷,電子遷移過程中攜帶了大量的能量,故其導(dǎo)熱率很高,但由于其同時也是電的良導(dǎo)體,因此金屬填料填充的導(dǎo)熱墊片在絕緣應(yīng)用上受限。一般來說,純金屬的晶格具有整齊性,自由電子運動所受的干擾小,故其導(dǎo)熱系數(shù)值大于合金,而合金的導(dǎo)熱系數(shù)則受雜質(zhì)含量影響,雜質(zhì)含量越多,導(dǎo)熱系數(shù)值越小。 2、無機(jī)陶瓷填料:綜合性能好、可用于絕緣領(lǐng)域 無機(jī)陶瓷填料的導(dǎo)熱機(jī)理主要依靠聲子導(dǎo)熱,熱能擴(kuò)散速率主要取決于鄰近原子或結(jié)合基團(tuán)的振動,主要有碳化物(碳化硅等)、氧化物(氧化鎂、氧化鋁、氧化鈹)和氮化物(氮化硼、氮化鋁等),它們具有優(yōu)良的絕緣性能、力學(xué)性能、耐高溫性能、耐化學(xué)腐蝕性能等,但由于氧化物填料受到聲子平均自由程及微觀結(jié)構(gòu)如晶粒尺寸、晶格缺陷、雜質(zhì)和界面等影響較大,其實際導(dǎo)熱系數(shù)普遍偏小。 3、碳系填料:超高導(dǎo)熱領(lǐng)域 碳系填料包括石墨、石墨烯、金剛石、炭黑和碳纖維等,雖然在碳系填料中熱量也主要通過聲子傳遞,但是由于獨特的晶體結(jié)構(gòu)和它不同同素異構(gòu)體在不同方向上相鄰碳原子間距不同,導(dǎo)致聲子的碰撞過程不同,使得它們的導(dǎo)熱系數(shù)跨越了5個數(shù)量級,從室溫下無定形碳的0.01 W到2000W的金剛石再到碳納米管驚人的3000~3500W,幾乎是傳統(tǒng)金屬材料鐵、鋁及銅的10倍,但這些材料的取向排列對導(dǎo)熱材料的性能影響巨大,一般需要在填充結(jié)構(gòu)和填充方法上對其進(jìn)行設(shè)計,這也同時意味著生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜,導(dǎo)致目前成本較高。
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