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​东超导热塑料用导热填料粉末导热肌理

  • 发布日期：2023-05-26
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       塑料以其优异的耐化学药品性、质量轻、便于成型加工、产品设计自由度高等特点，已经广泛应用于汽车、工业、电子电气、加热/冷却设备等领域。然而，塑料本身的导热率都很低，目前导热塑料仍以填充型导热塑料为主，通过高导热填料粒子进行填充，导热系数不高，主要填料包括金属氧化物 Al2O3、MgO、SiO2，金属氮化物 AlN、Si3N4、BN及SiC 、B4C3等。

      导热填料的填充量与复合材料的导热性密切相关。当填料含量较低时，无法形成有效的导热网络，对材料导热性的改善效果不明显。随着填料含量的增加，材料内部开始形成并完善导热网络，从而大幅提高材料的导热系数。当然，导热材料的添加量不是越大越好，添加量存在一个临界值，

       物体散热主要受到材料的热传导能力、辐射能力及空气和散热器界面的自然对流三个主要因素影响。金属由于导热系数大，自然而然成为散热材料的重要考虑，塑料由于其导热系数小，所以长时间以来未被看好。不过，随着复合材料技术的发展，有机复合材料的导热性能通过改性获得大幅的提升，并且较金属材料有着更优良热辐射能力，综合的散热效果也逐步能够与金属材料媲美，并体现出更好的经济适用性。

      材料导热系数与温差相关。在导热系数小于5时，属于热传导受限的情况，这种情况下导热系数很小的变化都会造温度差很大的变化。常规的塑料导热系数都在1以下，所以如果用于散热系统将导致结温的迅速上升。然而，在导热系数大于5时，甚至达到10以上时，散热则转变为由对流主导、属对流受限情况，尤其是当散热材料厚度在5mm及以下的情况下，导热系数对温度差的影响趋近于0，材料的导热系数对芯片结温的影响大幅减小。

      此外，散热器的功能除了要能快速地把热量从发热源传导出到散热器的表面，最后还是要靠对流和辐射把热量转移到空气中。虽然金属本身的导热能力比塑料好，但是灯具外壳散热器的主要目的是把热量散发到空气中。导热系数高，只解决了热传导的问题，而散热则主要由散热面积、散热界面形状、自然对流和热辐射的能力决定，这些几乎和材料的导热无关。所以有机塑料只要具备了一定大小的热传导能力，加上较好的热辐射能力，同样可以成为良好的散热解决方案。
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导热填充塑料的改性方法

导热塑料主要成分包括基体材料和填料；基体材料包括PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等；填料包括AlN、SiC、Al2O3、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。

应用于填充型导热塑料的导热填料按照其导电性可分为绝缘导热填料及非绝缘导热填料。其中，绝缘导热填料主要包括氧化物、氮化物和碳化物填料；而非绝缘导热填料主要包括各类金属粉末及石墨、炭黑等。

非金属填料的导热机理
非金属填料导热主要依靠分子导热，其热能扩散速率主要取决于邻近原子或结合基团的振动。包括金属氧化物、金属氮化物以及碳化物。


导热塑料有哪些类型？

1.合成型导热塑料，合成具有高导热系数的聚合物，如具有完整结晶、通过分子实现导热的聚合物。
2.填充型导热绝缘塑料
通过高导热填料粒子、纤维、层片等对聚合物进行填充。导热系数不高，主要填料包括金属氧化物 Al2O3、MgO、SiO2，金属氮化物 AlN、Si3N4、BN及SiC 、B4C3等。

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