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導熱塑料及其導熱填料的應用

文章出處:行業(yè)動態(tài) 責任編輯:東莞東超新材料科技有限公司 發(fā)表時間:2024-03-01
  一、導熱機理概述
       為了制作出具備優(yōu)秀導熱性的材料,理解其導熱機理至關(guān)重要。熱傳導的本質(zhì)是能量的傳遞,而不同材料傳遞能量的介質(zhì)各不相同。在固態(tài)物質(zhì)中,熱傳遞的載體可以是電子、聲子或光子,其中金屬通過自由電子進行熱傳導,其導熱系數(shù)遠高于非金屬。大多數(shù)聚合物材料由于缺乏自由電子,其熱傳導主要依賴于聲子(即晶格振動的能量量子)。

       ?在填充型導熱聚合物材料中,填料的高導熱系數(shù)和良好的電絕緣性是關(guān)鍵。填料和聚合物基體的相互作用有助于熱傳導。如果填料具有導電性,熱傳導則涉及電子傳熱和填料與聚合物晶格振動的相互作用。復合材料的導熱系數(shù)取決于填料的導熱系數(shù)和其在材料中的含量。填料的適量添加對于形成有效的導熱網(wǎng)鏈至關(guān)重要,但過量添加可能會犧牲材料的力學性能。

導熱塑料填料,導熱塑料導熱填充,塑料導熱氧化鋁,塑料導熱填料

二、常用的導熱填料類型
       ?1. 金屬填料:在聚合物中添加金屬粉末可以有效提高導熱性能。金屬的熱傳導主要通過自由電子的移動實現(xiàn),常用的金屬填料包括Cu、Al、Ag等。然而,金屬填料也存在導電性,可能不適合對電絕緣性要求較高的應用。
       ?2. 氮化物填料:如AlN、BN、Si3N4等,這些材料具有高導熱系數(shù)、低熱膨脹系數(shù)、低介電常數(shù)和耐高溫特性,是提升絕緣體系導熱性能的理想選擇。BN作為填料填充環(huán)氧樹脂制得的復合材料表現(xiàn)出良好的綜合性能。
       ?3. 金屬氧化物填料:如BeO、ZnO、Al2O3、SiO2等,它們既保證導熱性能,又保持電絕緣性。BeO雖然導熱系數(shù)高,但毒性大,需謹慎使用。Al2O3和SiO2因其良好的導熱和電絕緣性能,在導熱復合材料領域應用廣泛。
       ?4. 其他無機非金屬填料:包括碳系材料(石墨、炭黑、碳納米管)、SiC和礦物原料等。碳系填料以其高導熱系數(shù)和較低成本而受到青睞,但其導電性限制了應用范圍。

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