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一、导热粉体的主要种类
当前常用的导热材料的绝缘粉体有氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等,氧化物以氧化铝、氧化硅和氧化锌为主。氮化物以氮化硼、氮化铝为主。氮化物常被做为高导热领域的填充粉体;而氧化锌大多做为导热膏(导热硅脂)填料使用。
二、粉体的区别及特点
由于粉体自身导热率不同、形状不同,价格不同,而单一使用某种导热粉体,其所达到的效果并不是最理想的,因此不同粉体的搭配就能显示出优势。以下是不同导热粉体的导热系数表
材料名称 导热系数K(w/m.k)
纤维状碳粉 400-700(沿纤维方向)
鳞片状碳粉 1500-3000(平面层内导热)
氧化铍(剧毒) 270
氮化铝 80~320
氮化硼 125
碳化硅 83.6
氧化镁 36
氧化铝 30
氧化锌 26
导热粉体在形状上可分为球形、准球形、土豆状(柱状)、片状、针状;
而价格上,非球形氧化铝一般是每公斤几元到十几元,球形则是几十到一百多元,但氮化物基本都是一百多以上。
各种粉体的特点:
氧化铝相比氮化物具有价格低,添加量大,使用方便,但导热低的特点;
而氮化铝存在增稠效果明显,易水解,价格高但导热略高的特点;
氮化硼存在增稠明显,硼元素不够环保以及价格高但导热略高的特点;
碳化硅同样存在增稠,并且颜色上偏向于黑色和绿色的特点。
三、导热粉体具体应用搭配
而导热领域目前主要是以硅系为主,近几年工程塑料的需求比较多,但整体技术还不够成熟,因此,本次探讨侧重于硅系导热。
1、粉体形状搭配的必要性
硅胶类导热材料制品的导热功能是依靠粉体来实现。虽然导热填料形状对导热机理影响还没有统一解释,但是对于导热通道的提议,大家还是比较接受,因此为构建更完满的导热通道,就必须选择不同粒径、不同形状的粉体。
经相关研究表明,片状的氧化铝导热性能最好,但此种形状制备要求较高。而球形搭配土豆状或不规则的粉体为佳。利用不同形状的接触面不同的特点,使得接触面更为紧密,从而导热性能能进一步提升;利用不同粒径的粉体的粗细搭配,可使得缝隙能填充的更满,也能使得导热材料性能进一步提升。
2、粉体搭配的优势
1、不同形状的粉体能提升导热性能。是通过大量的实验得出数据,从中找出搭配后效果最好的几种不同粒径的粉体进行搭配,来实现导热通道的更高填满率。
2、粉体在搭配的同时,应辅以特殊的表面处理剂,对粉体进行表面处理。否则在硅油搅拌加工过程中是没办法实现或者效果要差很多的。
3、粉体在搭配的同时,通过专用的分散设备,让不同粒径的粉体实现均匀性,再通过与基础材料如硅油等的搅拌混合,从而保证了粉体在基材的均匀性。
四、导热粉体的应用产品
1、各类灌封硅胶;
2、导热硅胶垫片;
3、导热硅脂;
4、绝缘矽胶材料;
5、其他导热材料。
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