Startseite > Ausstellung > Inhalt

Ein Überblick über die Forschung zu wärmeleitenden Füllstoffen für Polymermaterialien

Dec 17, 2019

Es ist der Schlüssel zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit von wärmeleitenden Polymermaterialien. Gegenwärtig besteht der einfachste und effektivste Weg zur Herstellung wärmeleitender Polymermaterialien darin, den Polymermaterialien wärmeleitende Füllstoffe zuzusetzen. Dieses Verfahren kann die Wärmeleitfähigkeit von wärmeleitenden Polymermaterialien effektiv verbessern, und das Verfahren ist einfach, was der industriellen Produktion förderlich ist.

Metallfüller

Das Hinzufügen von Metallpulver zum Polymer ist ein wirksamer Weg, um die Wärmeleitfähigkeit von Materialien zu verbessern. Im Metallkristall erfolgt die Wärmeleitung hauptsächlich durch die gerichtete Bewegung einer großen Anzahl freier Elektronen im Inneren. Die üblicherweise verwendeten Metallfüllstoffe sind Silber, Kupfer, Aluminium, Magnesium, Nickel usw. Metallpulver hat nicht nur eine hohe Wärmeleitfähigkeit, sondern auch eine Leitfähigkeit, was den Oberflächenwiderstand des wärmeleitenden Kunststoffs niedrig macht und eine bestimmte Leitfähigkeit aufweist. Auf dem Gebiet der Elektronik und Elektrogeräte, die höhere Anforderungen an die elektrische Isolation stellen, ist der Oberflächenwiderstand der Teile höher, was ein Hauptfehler des mit Metall gefüllten Polymers ist.

Oxidverpackung

Oxidfüllstoffe umfassen hauptsächlich Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid usw. Sie weisen eine bestimmte Wärmeleitfähigkeit und eine ausgezeichnete elektrische Isolationsleistung auf. Oxidfüllstoffe werden hauptsächlich verwendet, um isolierende Polymermaterialien auf hybride Weise mit Nitriden zu füllen, wodurch die Wärmeleitfähigkeit der Materialien verbessert, die elektrischen Eigenschaften stabil gehalten und die Produktionskosten gesenkt werden können.

Aluminiumoxid

Aluminiumoxid ist eine Art multifunktionaler anorganischer Füllstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, Dielektrizitätskonstante und guter Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus ist sein Preis günstig, so dass es in wärmeleitenden Kompositfüllstoffen weit verbreitet ist.

氧化铝

Der Preis für nadelförmiges Aluminiumoxid ist niedrig, aber die Füllmenge ist gering. In flüssigem Kieselgel beträgt die maximale Zugabemenge von gewöhnlichem nadelförmigem Aluminiumoxid etwa 300 Teile, so dass die Wärmeleitfähigkeit des Produkts begrenzt ist. Das kugelförmige Aluminiumoxid weist jedoch eine große Füllmenge auf, deren maximale Menge 600 bis 800 phr in dem flüssigen Kieselgel beträgt. Die Wärmeleitfähigkeit des Produkts ist hoch und der Preis ist hoch, aber sie ist niedriger als der Preis von Bornitrid und Aluminiumnitrid.

Magnesiumoxid

Magnesiumoxid ist ein weißes oder hellgelbes Pulver mit guter Feuerbeständigkeit. Der Preis für MgO ist niedrig, es ist leicht, Feuchtigkeit in der Luft aufzunehmen, hat eine starke Viskosität, kann nicht in großen Mengen gefüllt werden und hat eine schlechte Säurebeständigkeit. Es ist leicht durch Säure zu korrodieren, was seine Anwendung in saurer Umgebung einschränkt.

Zinkoxid

Zinkoxid hat eine gute Teilchengröße und Gleichmäßigkeit, was für die Herstellung von wärmeleitendem Silikonfett geeignet ist, aber seine Wärmeleitfähigkeit ist gering, was für die Herstellung von Produkten mit hoher Wärmeleitfähigkeit nicht geeignet ist; Es ist leicht, hat eine hohe Viskosität und ist nicht zum Vergießen geeignet.

Nitridpackung

Üblicherweise verwendete Nitridfüllstoffe sind Aluminiumnitrid, Bornitrid, Siliziumnitrid usw., die die Vorteile einer hohen Wärmeleitfähigkeit, eines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, einer niedrigen Dielektrizitätskonstante, einer hohen Temperaturbeständigkeit usw. aufweisen und die besten Füllstoffe zur Verbesserung der Eigenschaften sind Wärmeleitfähigkeit des Isolationssystems

Aluminiumnitrid

Aluminiumnitrid ist eine Art Diamantnitrid, das bei 2200 ℃ stabil vorliegen kann, eine gute Wärmeleitfähigkeit und einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist und ein gutes hitzebeständiges Schlagmaterial ist. Die Wärmeleitfähigkeit von AlN liegt in der Nähe der von Boroxid und Siliciumcarbid, die mehr als das Fünffache derjenigen von Aluminiumoxid beträgt.

Bornitrid

氮化硼

Bornitrid gehört zur Schichtstruktur des hexagonalen Systems, die der Graphitstruktur ähnelt. Es hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine ausgezeichnete Wärmestabilität, eine hohe Oxidationsbeständigkeit usw. Sein Preis ist jedoch sehr hoch. Obwohl Bornitrid allein ähnlich wie Aluminiumnitrid eine hohe Wärmeleitfähigkeit erreichen kann, steigt die Viskosität des Systems nach einer großen Füllmenge stark an, was seine Anwendung einschränkt.

Siliziumnitrid

Siliziumnitrid hat eine hervorragende elektrische Isolationsleistung, eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu 180 W / (m · K) und eine hohe Festigkeit. Siliziumnitrid hat zwei Kristallformen von α und β, die beide hexagonal sind. Bei der praktischen Herstellung und Anwendung ist β-Si3N4 die Hauptkomponente.

Hartmetall-Füllstoff

Hartmetallfüllstoffe sind hauptsächlich Siliciumcarbid- und Borcarbidfüllstoffe.

Siliziumkarbid

碳化硅

Siliziumkarbid wird aus Quarzsand, Petrolkoks (oder Kohlekoks) und Sägemehl durch Hochtemperaturschmelzen im Widerstandsofen hergestellt. Die chemischen Eigenschaften von SiC sind stabil, seine Wärmeleitfähigkeit ist besser als bei anderen Halbleiterfüllstoffen und seine Wärmeleitfähigkeit ist sogar höher als die von Metall bei hohen Temperaturen.

Borcarbid

Borcarbid ist eine Art feuerfester und superharter Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, der Preis ist jedoch hoch, weshalb es bei der Isolierung von Polymerwerkstoffen nicht weit verbreitet ist.

Andere anorganische nichtmetallische Füllstoffe

Anorganische nichtmetallische Füllstoffe beziehen sich hauptsächlich auf Kohlenstoffnanoröhren, Graphit, Ruß und einige mineralische Materialien.

Kohlenstoff-Nanoröhren

C纳米管

Kohlenstoffnanoröhren sind einwandige Kohlenstoffnanoröhren und mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren. Aufgrund ihrer hohen axialen Wärmeleitfähigkeit kann eine geringe Menge an Kohlenstoffnanoröhren die Wärmeleitfähigkeit des Verbundwerkstoffs erheblich verbessern.

Graphit

Graphit ist eine Art geschichtetes nichtmetallisches Material mit glatter Oberfläche, ausgezeichneter Schmierleistung und großem Formfaktor im Abziehzustand. Die spezifische Festigkeit (Festigkeit / Dichte-Verhältnis) von Graphit ist höher und seine Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit sind ausgezeichnet. Im Vergleich zu Kohlenstoffnanoröhren ist Graphit billiger.