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4產(chǎn)品百科
?影響熱導率的因素、導熱填料添加越多塑料導熱性就越好嗎
文章出處:產(chǎn)品百科
責任編輯:東莞東超新材料科技有限公司
發(fā)表時間:2023-04-19
大家都知道塑料本身導熱系數(shù)低,需要添加導熱填料以制成導熱材料。但這并不代表,導熱填料越多,其導熱性就能越好。填料的用量不僅對導熱系數(shù)產(chǎn)生了影響,還對其他性能會產(chǎn)生重大影響。更高的填料含量并不能成比例的提高導熱系數(shù),反而會降低導熱塑料加工性能、力學性能等。此外,導熱填料通常比工程塑料更為昂貴,因此材料成本將隨著填料含量的增加而大幅上升。外加微型化的趨勢,導熱填料的方向也將做出改變。?
一般導熱塑料的導熱系數(shù)主要取決于:塑料的導熱系數(shù)、填料類型、填料形狀(球形、片狀或纖維狀)、填料尺寸、填料用量等多方面。就像片狀或纖維狀填料等不等軸填料能夠提供更高的導熱系數(shù),它們具有更強的交互接觸傾向,更有利于形成導熱網(wǎng)絡,所以能提高塑料的導熱性。(1)樹脂基體材料和導熱填料的特性一般情況下,樹脂基體材料和導熱填料的熱導率越高,導熱塑料的熱導率越高。(2)導熱填料的形狀一般來說,導熱填料越容易形成導熱通路,導熱塑料的導熱性能越好。按形成導熱通路的容易程度,優(yōu)選的填料形狀為晶須或纖維狀,其次為片狀,再次為顆粒狀。(3)導熱填料的含量填料在樹脂基體中的分布情況決定著導熱塑料的導熱性能。當填料含量較小時,起到的導熱效果不明顯;當填料過多時,復合材料的力學性能會受到較大的影響。而當填料含量增至某一值時,填料之間相互作用在體系中形成類似網(wǎng)狀或者鏈狀的導熱網(wǎng)鏈,當導熱網(wǎng)鏈的方向與熱流方向一致時,導熱性能最好。因此,導熱填料的含量存在著某一臨界值。(4)導熱填料與樹脂基體材料界面的結合特性填料與基體的結合程度越高,導熱性能越好,選用合適的偶聯(lián)劑對填料進行表面處理,熱導率可提高10%—20%。(5)導熱填料之間的復配不同導熱填料之間有時可形成互補,如將纖維狀和層狀或顆粒狀的導熱填料復配,層狀或顆粒狀的導熱填料有可能會彌補纖維狀導熱填料之間的空隙,從而進一步完善導熱網(wǎng)鏈,提高熱導率。
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以非金屬填料制備的導熱塑料還具備金屬材料(盡管它們具有良好的導熱系數(shù)能)所不具備的一個特殊性能——電絕緣性能。所以,良好的導熱性外加電絕緣性的組合,以及塑料的高設計自由度可為技術部件的熱管理提供新的方法。綜上所述,在選擇導熱塑料時應權衡導熱系數(shù)、加工性能和材料成本之間的關系。就導熱塑料而言,是不能單看導熱填料用量方面,就決定其導熱性好壞的。
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