常用的導(dǎo)熱填料有氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化硅等;其中,市場使用占有率大多是以微米級氧化鋁、硅微粉(結(jié)晶二氧化硅)等為主,納米氧化鋁,氮化物則做為高導(dǎo)熱領(lǐng)域的填充粉體;而氧化鋅大多做為導(dǎo)熱膏(導(dǎo)熱硅脂)填料用。常見導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱系數(shù)及應(yīng)用對比見下表。

備注:產(chǎn)品價格與產(chǎn)品實際性能有關(guān),熱導(dǎo)率也與具有工藝有關(guān),如上信息僅起參考作用,對相關(guān)產(chǎn)品感興趣的,可以直接咨詢相關(guān)供貨商獲取更加詳細(xì)的產(chǎn)品信息哦。
與其他填料相比,Al2O3 的導(dǎo)熱率不高,但也基本能滿足“導(dǎo)熱界面材料、導(dǎo)熱工程塑料以及鋁基覆銅板等領(lǐng)域填充劑”的應(yīng)用,且價格較低,來源較廣,填充量較大,是高導(dǎo)熱絕緣聚合物的經(jīng)濟適用型填料。在實際應(yīng)用中,Al2O3粉體填料通常單獨使用或與其他填料例如AIN、BN等混合使用。球形氧化鋁產(chǎn)品示例見下圖。

火焰熔射法制備的球形氧化鋁產(chǎn)品電鏡圖
產(chǎn)品圖片來源:江蘇聯(lián)瑞新材料股份有限公司
備注:焰熔射法是一種重要的粉體球化技術(shù),采用焰熔射法制備的氧化鋁球化率高,流動性好,α-Al2O3相含量高。更多氧化鋁粉體球化技術(shù)可點擊鏈接閱讀:球形氧化鋁粉體的制備技術(shù)簡介
球形氧化鋁在絕緣導(dǎo)熱材料中的應(yīng)用舉例
1. 熱界面材料:導(dǎo)熱硅膠片、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱灌封膠、導(dǎo)熱雙面膠等。
為了確保電子器件的正常運作,就需要使其產(chǎn)生的熱量及時散出去,保持溫度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。因此,需要確保產(chǎn)熱電子器件與散熱裝置之間高效的熱傳遞。兩個元件的接觸面凹凸不平會。導(dǎo)致其之間存在空氣層,使接觸熱阻增大,最終導(dǎo)致熱積累的產(chǎn)生。
為了減小兩者之間的熱阻,需要引進(jìn)熱界面材料來填充固體接觸面之間的空氣間隙。用于熱界面材料的聚合物,如環(huán)氧樹脂、硅脂等,具有很低的導(dǎo)熱系數(shù)(0.1-0.3 K(w/m.k))無法滿足快速傳熱的要求。通常的方法是在聚合物基體中加入導(dǎo)熱性填料來實現(xiàn)高效的熱傳導(dǎo)。鑒于球形氧化鋁的經(jīng)濟適用性,使得其被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱硅膠、硅脂等熱界面材料。
2. 導(dǎo)熱工程塑料:LED燈罩、開關(guān)外殼、電子產(chǎn)品殼體、電器產(chǎn)品散熱部件等;
示例:球形氧化鋁可用于Led塑料燈罩填充
備注:LED燈是散熱大戶,其燈罩需要擁有優(yōu)秀的散熱能力以保證LED燈正常工作。
3. 導(dǎo)熱鋁基覆銅板:大功率LED電路基板、電源電路板等;
鋁基覆銅板是由銅箔、絕緣粘接層和鋁基板組成的(見下圖示例),其中銅和鋁的導(dǎo)熱性都非常良好,但鋁基覆銅板的導(dǎo)熱性卻不能全取決于銅和鋁,而是直接取決于絕緣粘接層導(dǎo)熱性的好壞,因此研發(fā)制備高導(dǎo)熱絕緣介質(zhì)層便成為了鋁基覆銅板的核心技術(shù)。
鋁基覆銅板結(jié)構(gòu)示意圖
備注:導(dǎo)熱絕緣層起到金屬鋁基板與線路板之間的絕緣與粘合作用,因樹脂類的導(dǎo)熱能力較差,所以直接限制了鋁基線路板的熱傳遞性能。為了實現(xiàn)樹脂的導(dǎo)熱,通常會在樹脂類材料中添加導(dǎo)熱填料來賦予絕緣層合適的導(dǎo)熱率。球形氧化鋁填料價格適中,導(dǎo)熱率適宜,可適用于大功率LED電路基板、電源電路板等領(lǐng)域。
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1、無機導(dǎo)熱填料在導(dǎo)熱絕緣高分子材料中的應(yīng)用
編輯:粉體圈小白
作者:粉體圈
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