添加哪些導(dǎo)熱材料可以提高PA610的導(dǎo)熱率?
2023-07-12 17:12:16 點(diǎn)擊數(shù): 來源:http://www.v2020.cn
添加哪些導(dǎo)熱材料可以提高
PA610的導(dǎo)熱率?
大多數(shù)金屬材料的導(dǎo)熱性較好,可用于散熱器、熱交換材料、余熱回收、剎車片及印刷線路板等場合。但金屬材料的耐腐蝕性不限制了一些領(lǐng)域的應(yīng)用,具體如化工生產(chǎn)和廢水處理中的熱交換器、導(dǎo)熱管、太陽能熱水器及蓄電池冷卻器等。隨著電氣領(lǐng)域集成技術(shù)和組裝技術(shù)的迅速發(fā)展,電子元器件和邏輯電路的體積成千倍、萬倍的縮小,迫切需要具有高散熱性的絕緣封裝材料,而傳統(tǒng)的金屬、金屬氧化物、金屬氮化物和炭類導(dǎo)熱材料已無法滿足此類需要,人們將目光投向具有優(yōu)異綜合性能的塑料上來。
可用于塑料添加的導(dǎo)熱材料如下。
(1)金屬粉末和片 常用的填充材料為鋁、銅、錫、銀及鐵等金屬粉末和片,導(dǎo)熱性很好。缺點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電,添加量太大而影響復(fù)合材私的性能。其中以鋁和銅類應(yīng)用最多,具體實(shí)例如下。
①hdpe/鐵粉 在hdpe樹脂中,當(dāng)加入25%體積分?jǐn)?shù)的鐵粉時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到1. 4w/(m.k)。
②ep/銅粉 在環(huán)氧樹脂中加入40%體積分?jǐn)?shù)的銅粉(粒徑50um)時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到0.9w/(m.k)。
③pp/鋁片 在pp和酚醛樹脂中填充18%~22%體積分?jǐn)?shù)的鋁薄片(40/1的長徑比)時(shí),熱導(dǎo)率接近純鋁的80%。
④pp/鋁粉 在pp中加入30%粒徑為50um的鋁粉,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為3. 58w/(m.k),是純pp的14倍;但綜合力學(xué)性能下降,如拉伸強(qiáng)度為24mpa、沖擊強(qiáng)度為7.3kj/m2。
⑤環(huán)氧樹脂/鋁粉 按環(huán)氧樹脂/固化劑/鋁粉以100/8/34的比例混合,澆鑄成型為制品,熱導(dǎo)率為4. 60w/(m.k),尺寸穩(wěn)定性好,拉伸強(qiáng)度81mpa,壓縮強(qiáng)度215mpa。
(2)金屬纖維 主要為銅、不銹鋼、鐵等纖維,導(dǎo)熱效果好于金屬粉末才,添加量也少于金屬粉末,對復(fù)合材料的性能影響小。缺點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電,添加量仍然偏大。如pp/銅纖維/石墨,pp中加入銅纖維和石墨,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)8.65w/(m-k)。
(3)鍍金屬纖維 主要有碳纖維鍍鎳、碳纖維鍍銅等,優(yōu)點(diǎn)是添加質(zhì)量比例大大降低,對復(fù)合材料的性能影響。缺點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電。
(4)金屬氧化物 金屬氧化物包括氧化鋅、氧化銅、氧化鎂、氧化鈹及氧化鋁等,優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)不導(dǎo)電。
①ldpe/a12o3 以65um和8um兩種a12o3混合加入,當(dāng)a12o3的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到70%時(shí),采用熔體澆鑄法成型加工,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為4.6w/(m.k)。
②硅橡膠/a12o3 當(dāng)a12o3的用量為硅橡膠的3倍時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為2. 72w/(m.k)。
(5)金屬氮化物 主要品種有氮化鋁、氮化硅及氮化硼(bn等,為新興的導(dǎo)熱材料,優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)不導(dǎo)電,缺點(diǎn)為價(jià)格高。
①環(huán)氧樹脂/a1n 環(huán)氧樹脂用線型酚醛環(huán)氧樹脂,當(dāng)ain的體積分?jǐn)?shù)為70%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為14w/(m.k),介電常數(shù)很低,線膨脹系數(shù)很小,可用于電子封裝材料。
②酚醛樹脂/ain 當(dāng)ain的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到78. 5%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為32.5w/(m . k),可用于電子封裝材料。
③pe/ain 當(dāng)ain的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到30. 2%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為2. 44w/(m.k)。
④uhmwpe/ain 在uhmwpe樹脂中加入30. 2%ain纖維,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到2. 44w/(m . k)。
⑤ep/陶瓷 在環(huán)氧樹脂中,加入30:《體積分?jǐn)?shù)的陶瓷(ba-tio3、si、sic、stio2、tio2、zno), 另加入0.3%摻雜金屬(ai、cr、li、ti)等,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為2.06w/(m,k)。
⑥bn/pb(聚苯并思嗪) 當(dāng)bn的含量為88%時(shí),復(fù)合材料導(dǎo)率為32.5w/(m.k)。而且bn的絕緣性高,是理想的導(dǎo)熱電子封裝材料,美國先進(jìn)陶瓷公司和epic公司已開發(fā)出熱導(dǎo)率20~35w/(m . k)的封裝材料,可進(jìn)行模壓成型,已用于電子封裝、集成電路板電子控制元件等。
⑦ain/pvdf 7um的a1n粒子和晶須以25/1的比例混合,總加入量達(dá)到60%體積分?jǐn)?shù)時(shí),熱導(dǎo)率為11. 5w/(m.k)。
⑧a1n/pf 當(dāng)ain的添加達(dá)到78.5%體積分?jǐn)?shù)時(shí),熱導(dǎo)率為32. 5w/(m .k)。
(6)金屬碳化物 主要有碳化硅等為新興的導(dǎo)熱材料,優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)不導(dǎo)電,缺點(diǎn)為價(jià)格高。
(7)半導(dǎo)體材料 主要有硅、硼等。
(8)炭類填料 具體品種為炭黑、碳纖維、石墨、碳納米管,導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電。
加入碳纖維,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到10w/(m . k)。用鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz101對石墨進(jìn)行表面處理,可得導(dǎo)熱、導(dǎo)電、力學(xué)性能均好的ldpe/石墨復(fù)合材料。
①hdpe/石墨 當(dāng)石墨的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí),熱導(dǎo)率為1.53w/(m.k)。當(dāng)石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到40%時(shí),熱導(dǎo)率為11. 6~23.0w/(m . k),拉伸強(qiáng)度為40~60mpa。當(dāng)石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)60達(dá)到50%時(shí),熱導(dǎo)率為47. 4w/(m.k)。
②環(huán)氧樹脂/天然磷片石墨 當(dāng)天然磷片石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到60%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為10w/(m . k),比純ep提高50倍左右。
③cf/ep 當(dāng)cf的含量達(dá)到56%時(shí),熱導(dǎo)率為695w/(m . k),相對密度為1. 48。
④ldpe/石墨 在ldpe樹脂中,加入25%體積分?jǐn)?shù)的石墨,進(jìn)行粉末混合,熱導(dǎo)率可達(dá)2w/(m . k)。
⑤pp/石墨 用pp粉(牌號(hào)為1 300或1 330),熔體流動(dòng)指數(shù)不大于lg/l0min,加入75um的鱗片石墨30 %,復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到2.4w/(m . k)。
⑥cpvc/石墨 在cpvc[熱導(dǎo)率為0.166w/(m.k)樹脂中,隨石墨加入量的增加,其熱導(dǎo)率發(fā)生變化。當(dāng)加入50%石墨時(shí),熱導(dǎo)率可達(dá)3.2w/(m . k),提高20倍之多。
(9)其他無機(jī)物 主要包括硫酸鋇、硫化鉛及云母等。如pp/云母,云母的熱導(dǎo)率雖然不高,但在塑料中形成霓互連網(wǎng)絡(luò)的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅粉,因此在相同填量下pp/銅粉的熱導(dǎo)率為1.25w/(m.k),而pp/云母的熱導(dǎo)率為2.5w/(m . k)。
(10)有機(jī)填充導(dǎo)熱材料 常用的導(dǎo)熱聚合物有聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯及聚噻吩等導(dǎo)電性能優(yōu)異的聚合物。其優(yōu)點(diǎn)為綜合性能好,相對密度低;缺點(diǎn)為價(jià)格高。