1 、 Ano ang thermal conductive filler?
Ang thermal conductive filler ay isang functional na materyal na idinagdag sa mga materyales sa matrix tulad ng plastik, goma, adhesives, atbp upang mapagbuti ang kanilang thermal conductivity. Malaki ang pinapabuti nila ang kahusayan ng thermal conductivity ng mga pinagsama -samang materyales sa pamamagitan ng pagbuo ng mga landas ng thermal conduction o network, at malawakang ginagamit sa elektronikong aparato ng pag -iwas, pag -iilaw ng LED, pag -iimbak ng enerhiya, aerospace at iba pang mga patlang.
Ang mekanismo ng mga thermal conductive filler ay pangunahing nakakamit ng mahusay na paglipat ng init sa pamamagitan ng pagbuo ng mga thermal conductive channel, pagpapahusay ng paglipat ng phonon, at pagpapadaloy ng elektron. Narito ang mga tiyak na mekanismo:
Pagbuo ng landas ng thermal conduction
Ang tagapuno ay bumubuo ng tuluy -tuloy na mga channel ng thermal conductivity sa polymer matrix, kung saan ipinapadala ang daloy ng init, sa pamamagitan ng pag -iwas sa mataas na thermal resist area ng matrix. Kapag mababa ang nilalaman ng tagapuno, ang kanilang random na pamamahagi ay nagpapahirap na bumuo ng mga epektibong landas; Habang tumataas ang tagapuno, nakikipag -ugnay sila sa bawat isa upang makabuo ng isang chain o istraktura ng network, na makabuluhang pagpapabuti ng thermal conductivity.
Pagpapahusay ng pagpapadaloy ng Phonon
Ang mga hindi metal na materyales tulad ng silikon na karbida at aluminyo na paglipat ng nitride sa pamamagitan ng mga vibrations ng lattice (phonons). Ang mas mataas na thermal conductivity ng tagapuno (tulad ng boron nitride na umaabot sa 320 w/(M · K)), mas mataas ang kahusayan ng paglipat ng phonon, at mas makabuluhan ang pagpapabuti sa thermal conductivity ng composite material.
Electronic Conduction Synergy
Ang mga bahagyang conductive filler (tulad ng tanso at pilak) ay nagsasagawa ng init sa pamamagitan ng mga libreng elektron. Ang ganitong uri ng tagapuno ay hindi lamang nagpapabuti sa pagpapadaloy ng phonon, ngunit maaari ring bumuo ng isang elektron na phonon synergistic thermal conductivity effect, karagdagang pagpapabuti ng kahusayan.
Kritikal na epekto ng threshold
Kapag ang halaga ng tagapuno na idinagdag ay umabot sa kritikal na halaga (percolation threshold), ang isang thermal conductivity pathway ay biglang bumubuo, at ang thermal conductivity ay makabuluhang tumataas. Ang kababalaghan na ito ay mas binibigkas sa mataas na mga tagapuno ng thermal conductivity tulad ng carbon nanotubes, ngunit ang kakayahang magamit nito sa mga maginoo na tagapuno tulad ng alumina ay limitado.
2. Mga uri ng thermal conductive filler
Ang spherical alumina ay ang pinakamahabang at pinaka-karaniwang thermal conductive filler, na may isang thermal conductivity coefficient sa pagitan ng 20-40W/m · K. Ito ay medyo simple na mag-aplay, madaling magkalat, at hindi madaling mag-aggomerate. Ito ay medyo mahusay na pagganap ng pagkakabukod, mahusay na daloy, at maginhawa para sa mataas na pagpuno. Ang isotropic na istraktura nito ay binabawasan ang panloob na stress ng matrix (tulad ng epoxy resin) upang maiwasan ang pag -crack. Kasabay nito, ang gastos ng spherical alumina ay medyo mababa, kaya malawak itong ginagamit sa iba't ibang mga thermal interface na materyales at kasalukuyang ang pinaka -karaniwang ginagamit na thermal filler sa mga thermal interface na materyales
Ang Boron nitride ay isang kristal na binubuo ng mga nitrogen at boron atoms. Ang komposisyon ng kemikal ay 43.6% boron at 56.4% nitrogen, na may apat na magkakaibang variant: hexagonal boron nitride (HBN), rhombohedral boron nitride (RBN), cubic boron nitride (CBN), at wurtzite boron nitride (WBN).
Ang thermal conductivity ng boron nitride ay nasa pagitan ng 30-400W/M · K. Boron nitride hindi lamang may mataas na thermal conductivity, ngunit din mahusay na pagganap ng pagkakabukod, at madalas na ginagamit sa mga aplikasyon na nangangailangan ng parehong mataas na thermal conductivity at mahusay na pagkakabukod; Gayunpaman, kumpara sa alumina, ang gastos nito ay medyo mataas pa rin. Sa kasalukuyan, pangunahing ginagamit ito sa pagsasama sa alumina para sa mga thermal interface na materyales, na may karagdagan na halaga ng halos 10%.
Ang aluminyo nitride (ALN) ay isang mataas na pagganap na ceramic theramal conductive filler na may mga pakinabang tulad ng mataas na thermal conductivity, mataas na pagkakabukod (resistivity> 10 ¹⁴Ω · cm), at mababang thermal expansion coefficient (4.5 × 10 ⁻⁶/k). Malawakang ginagamit ito sa high-power electronic packaging, LED substrates, 5G module ng komunikasyon, aerospace heat dissipation materials, at iba pang mga patlang. Ang thermal conductivity ng aluminyo nitride ay humigit-kumulang sa pangkalahatang pagganap kaysa sa aluminyo oxide, beryllium oxide, at silikon na karbida, at itinuturing na isang mainam na materyal para sa lubos na isinama na semiconductor substrates at electronic device packaging, ito ay madaling kapitan Ang aluminyo hydroxide film na sumasakop sa ibabaw nito, na nakakagambala sa landas ng thermal conductivity at nakakaapekto sa paghahatid ng mga ponon. Ang pagpuno ng mataas na nilalaman nito ay lubos na madaragdagan ang lagkit ng polimer, na hindi kaaya -aya sa paghubog at pagproseso.
① Mataas na thermal conductivity: Ang silikon na karbida ay may mataas na koepisyent ng thermal conductivity (tungkol sa 80-120W/M · K, depende sa kadalisayan at uri ng kristal). Angkop bilang isang thermal conductive filler upang mapahusay ang pagganap ng pagwawaldas ng init ng polymer o mga materyales na batay sa metal.
② Mababang koepisyent ng pagpapalawak ng thermal: Ang mahusay na pagiging tugma sa mga materyales na semiconductor (tulad ng silikon), ay maaaring mabawasan ang thermal stress, at angkop para sa electronic packaging.
③ katatagan ng kemikal: mataas na temperatura ng paglaban, paglaban sa kaagnasan, paglaban sa oksihenasyon, at matatag na pagganap sa matinding mga kapaligiran.
④ pagkakabukod: Ang mataas na kadalisayan ng silikon na karbida ay isang de -koryenteng insulator (na may kinokontrol na nilalaman ng karumihan), na angkop para sa pagkakabukod at mga pangangailangan ng init ng mga elektronikong aparato.
Ang graphene ay may mahusay na thermal conductivity. Ang thermal conductivity ng purong depekto na libreng solong-layer graphene ay kasing taas ng 5300W/MK, at kapag ginamit bilang isang carrier, ang thermal conductivity ay maaari ring umabot sa 600W/MK.
Ang mga carbon nanotubes ay makikita bilang mga pinagsama-samang mga sheet ng graphene, at maaaring nahahati sa mga single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) at multi walled carbon nanotubes (MWCNTs) batay sa bilang ng mga layer ng graphene. Kapag nabuo ang maraming mga pader na may pader, ang mga layer sa pagitan nila ay madaling maging mga sentro ng bitag, na nakakakuha ng iba't ibang mga depekto. Samakatuwid, ang mga dingding ng maraming mga pader na may dingding ay karaniwang napuno ng maliit na butas tulad ng mga depekto. Kung ikukumpara sa maraming mga pader na may dingding, ang mga solong pader na may pader ay may mas maliit na saklaw ng pamamahagi ng mga sukat ng diameter, mas kaunting mga depekto, at mas mataas na pagkakapareho. Ang karaniwang diameter ng isang solong-pader na tubo ay 0.6-2 nm, habang ang panloob na layer ng isang multi walled tube ay maaaring umabot sa 0.4 nm at ang pinakamakapal ay maaaring umabot ng ilang daang nanometer, ngunit ang karaniwang diameter ay 2-100 nm.
Ang axial thermal conductivity ng carbon nanotubes ay napakataas. Maaari naming gamitin ang katangian na ito upang ayusin ang mga ito sa isang maayos at patayo na ipinamamahagi na paraan sa thermal interface material, na maaaring mapabuti ang paayon na thermal conductivity ng thermal interface material.
Si Sat Nano ay isang pinakamahusay na tagapagtustos ng nanopowder sa China, maaari kaming magbigay ng iba't ibang uri ng produkto para sa kliyente na magsaliksik, kung mayroon kang anumang pagtatanong, mangyaring huwag mag -atubiling makipag -ugnay sa amin sa sales03@satnano.com
