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导热塑料的分类和导热机理以及影响导热系数的因素
作者: 兆科导热塑料 来源: http://thermal-plastic.com/ 日期: 2019-01-07 点击数: 分享到:
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【导热塑料的分类】

      导热塑料可分为:导热导电塑料和导热绝缘塑料。绝大多数导热塑料的电绝缘性能,是由填料粒子的绝缘性能决定的。

      1、绝缘导热塑料

      绝缘导热塑料中主要的成分包括:塑料+填料+其他,其中填料包括:金属氧化物Al2O3、MgO、SiO2;金属氮化物AlN、Si3N4、BN 及 SiC 、B4C3等;由于填料粒子属于非导电粒子,从而导致塑料绝缘。这一类导热塑料的导热系数并不高,一般为1.5W/m.k左右。

      2、导电导热塑料

      导电导热塑料的主要成分包括:塑料+填料+其他,其中填料包括:金属粉、纤维、石墨、碳纤维、CNT、石墨烯等,由于这一类填料属于导电粒子,因此其对应的导热塑料也是导电的。这一类导热塑料的导热系数较高,一般能做到5.0W/(m.k)以上。

【导热塑料的导热机理】

      导热塑料的导热性能取决于聚合物与导热填料的相互作用。不同种类的填料具有不同的导热机理。

      1、金属填料的导热机理

      金属填料的导热主要是靠电子运动进行导热,电子运动的过程伴随着热量的传递。

      2.、非金属填料的导热机理

      非金属填料导热主要依靠声子导热,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。

【影响导热塑料导热系数的因素】

       1、聚合物基体材料的种类和特性

       基体材料的导热系数超高,填料在基体的分散性越好及基体与填料结合程度越好,导热复合材料导热性能越好。

       2、填料的种类

       填料的导热系数越高,导热复合材料的导热性能越好。

      3、填料的形状

      一般来说,容易形成导热通路的次序为晶须>纤维状>片状>颗粒状,填料越容易形成导热通路,导热性能越好。

      4、填料的含量

      填料在高分子的分布情况决定着复合材料的导热性能。当填料含量较小时,起到的导热效果不明显,当填料过多时,复合材料的力学性能会受到较大的影响。而当填料含量长到某一值时,填料之间相互作用在体系中形成类似网状或者链状的导热网链,当导热网链的方向与热流方向一致时,导热性能很不错。因此,导热填料的量存在着某一临界值。

      5、填料与基体材料界面的结合特性

      填料与基体的结合程度越高,导热性能越好,选用合适的偶联剂对填料进行表面处理,导热系数可提高10%—20%。导热塑料作为一种全新的材料,具有塑料优异的成型加工条件,同时导热金属具有更低的密度,更低的成本,可以替代金属应用于多种应用场合下的散热部件,散热部件向更轻量化、更环保迈进。


 
 
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