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?α-氧化鋁分散性影響-導熱粉作為導熱界面材料的填充料

文章出處:常見問題 責任編輯:東莞東超新材料科技有限公司 發(fā)表時間:2023-05-12
  

      導熱粉體作為導熱界面材料的填充料,用于保證新能源汽車的核心部件電池組、電控系統(tǒng)、驅(qū)動電機及充電樁的安全性能與使用壽命。伴隨著新能源車銷量的增長和電池結(jié)構(gòu)的升級,導熱界面材料有望迎來10年10倍的需求增長,作為其主要填充料的導熱粉體也有望實現(xiàn)快速增長。其中,球形氧化鋁是導熱粉體的主要代表。
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    導熱粉則是針對導熱行業(yè)特制,核心材料混合氧化鋁為主體的導熱填充材料。理想的導熱粉主要有成分致密度高、球形度好、顆粒尺寸小且粒度分布范圍窄、分散性好、流動性好等特性。

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導熱粉的應用

      導熱氧化鋁是一種白色粉末,具有高硬度、高熔點、耐酸堿、耐腐蝕、絕緣性好的特質(zhì)。導熱球形氧化鋁粉體可以用作多孔氧化鋁的支撐體,由于形成的孔較規(guī)則,因此易于將支撐體整體均勻化。目前,導熱材料的應用十分廣泛,尤其在傳熱、加熱等工程中起著重要作用。因填充用氧化鋁粉要求粉體流動性好,與有機物結(jié)合能力強,所以其主要應用范圍在電子、新能源汽車、醫(yī)療設備、通訊設備、高端設備等領(lǐng)域。

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     將Al2O3填充在硅橡膠材料中,可使硅橡膠材料具有較高導熱性能,并通過填充Al2O3在電子元件的內(nèi)部形成良好的導熱通路,導熱系數(shù)可達2.72 W/(m? K)。通過它對半導體管、散熱器進行有效的粘接,進一步提高了粘接部位的導熱性能。

      導熱硅橡膠材料具有較高的阻燃和導熱性能,其應用于多層板的導熱絕緣組裝,與不同工藝的膠粘劑配合,使所呈現(xiàn)的導熱性能符合使用要求。國外較為先進的技術(shù)水平將導熱絕緣硅橡膠應用于汽車、航天軍品、電機控制和電器、散熱器、電源供應等領(lǐng)域。以導熱硅橡膠為主要原料,填充具有導熱性能的填料,成本低廉,可提供穩(wěn)定的散熱效果。

α-氧化鋁分散性影響
     α-Al2O3粉體作為獲得各種氧化鋁材料的基礎原料,其性能非常關(guān)鍵,高質(zhì)量、高性能的氧化鋁粉體要求做到高純、超細、有較窄的粒徑分布、沒有嚴重的團聚現(xiàn)象、分散性好等。在氧化鋁粉體的制備過程中,影響氧化鋁粉體分散性的因素主要有以下兩個方面。

1、前驅(qū)體對氧化鋁粉體分散性的影響
  目前用于制備高純超細氧化鋁的方法主要是沉淀法,即通過對前驅(qū)體進行鍛燒制備粉體。在這一過程中,前驅(qū)體是影響產(chǎn)物分散性的關(guān)鍵因素。
  制備氧化鋁粉體的前驅(qū)體主要包括水合氧化鋁、硫酸鋁銨和碳酸鋁銨,這些前驅(qū)體由溶液中經(jīng)沉淀形成,其顆粒粒徑、分散狀態(tài)及相轉(zhuǎn)變溫度等均對產(chǎn)物的分散性有明顯影響。

對前驅(qū)體團聚的調(diào)控手段主要包括以下幾種:

(1)分散劑調(diào)控
(2)有機物洗滌
(2)有機物洗滌
 除以上幾種方法外,在前驅(qū)體的干燥階段,采用特殊干燥工藝如噴霧冷凍干燥和超臨界流體干燥等,也可以進一步改善顆粒的團聚現(xiàn)象。

2、煅燒工藝對粉體分散性的影響
  由于前驅(qū)體超細的粒徑,使其具有超高的表面能和燒結(jié)活性。在低溫燒結(jié)過程中團聚的前驅(qū)體優(yōu)先燒結(jié),形成燒結(jié)頸進而形成大的團聚體。當煅燒溫度過高時,此時粉體的擴散速度加快,團聚體會繼續(xù)燒結(jié),降低粉體活性,同時也不利于后續(xù)陶瓷氣孔的排除和致密化。因此控制合理的煅燒制度對減輕團聚現(xiàn)象尤為重要。
(1)加入晶種對α-Al2O3粉體分散性的影響
(2)機械球磨處理對α-Al2O3粉體分散性的影響

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