按照客戶的要求一個滿意的導熱墊片是匯聚高導熱、低模量、工藝簡易,理論上這三大要素同時滿足,但是在實際生產(chǎn)中,能達到高導熱的這條已是披荊斬棘。高導熱系數(shù)的13瓦導熱硅膠墊片、13瓦導熱凝膠、5瓦導熱灌封膠是如何達到這么高的導熱系數(shù)的呢?下面東超新材料給大家淺談如何制作高導熱硅膠墊片、凝膠奧秘就在氮化鋁粉!
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在導熱墊片中,導熱性遠大于基質(zhì)材料的導熱填料是其主要的導熱載體。填料在應用時很關鍵的一點是它的填充量——當填充量比較小時,每個填料顆粒彼此離散,不能形成有效的熱量通路,此時導熱率非常低;而當填充量達到一個臨界點時,填料之間開始有了相互接觸和作用,在體系中形成類似鏈狀和網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu),稱為導熱網(wǎng)鏈。當這些導熱網(wǎng)鏈的取向與熱流方向平行時,就會在很大程度上提高體系的導熱性。
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因此對于導熱復合材料而言,實現(xiàn)更高導熱系數(shù)的關鍵就是添加更多的導熱填料,保證能在導熱墊片的兩個界面之間能搭起一個傳導熱量的走廊。但是!導熱填料的添加量是有上限的,到達一定程度后,不管再加多少它的導熱率都不會有太大的變化,會繼續(xù)變化只有墊片的硬度。 所以為了得到更高導熱率的導熱墊片,就需要靠更高導熱率的填料。氮化鋁陶瓷(AlN)就是在這種情況下脫穎而出的,不僅導熱率遠超氧化鋁等傳統(tǒng)填料,熱膨脹系數(shù)小,而且還是電絕緣體。 但是氮化鋁導熱系數(shù)雖高,卻有一個致命缺陷——它是一種極易吸收水分氧的材料,一接觸到水分和氧,就會水解氧化,失去其導熱散熱的性能特性。正是這個難題,制約了氮化鋁在導熱領域的發(fā)展。而且AlN超細粉末,在未經(jīng)過表面處理和改性的情況下,很難與高分子材料混合均勻,這樣就很難形成一個良好的導熱通道、互穿網(wǎng)絡。?
如何發(fā)揮氮化鋁的最高的高導熱效果,東超新新材料處理首先要解決的是它的水解、氧化、難分散的問題。目前主流的方法是對粉體表面進行相應的物理吸附或化學處理,在AlN顆粒表面包覆或形成較薄反應層,阻止AlN粉體與水的水解反應。東超新材料主要方法有以下幾種:包覆改性法、表面化學改性法、熱處理法等。 包覆改性是一種應用時間較久的傳統(tǒng)改性方法,是用無機化合物或有機化合物對AlN粉體表面進行包覆,減少粒子團聚。用于包覆改性的改性劑有表面活性劑、無機物、超分散劑等。 表面化學改性通過表面改性劑與顆粒表面進行化學反應或化學吸附的方式完成。將聚合物長鏈接枝在粉體表面。而聚合物中含親水基團的長鏈通過水化伸展在水介質(zhì)中起立體屏障作用,這樣AlN粉體在介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性依靠的不僅是靜電斥力,還有空間位阻,改性效果十分明顯。”熱處理法及其他方法?
熱處理法則是通過對粉末進行熱處理,使其表面發(fā)生氧化生成致密的氧化鋁保護膜,從而產(chǎn)生抗水解性。其它改性方法也比較多,例如通過高能處理、超聲波、膠囊化改性等也可以對AlN粉體進行表面改性。通常這些方法同其它方法相結(jié)合,對粉體的表面改性效果更佳。 解決掉“水解、分散”這幾個心腹大患后,改性AlN粉體就能很好的與高分子材料混合,形成很密實的導熱通道與互穿網(wǎng)絡,最大程度地起到導熱、散熱功效,應用之路一片光明。比如說以下的這些,都是它的重點應用領域:?
導熱硅膠和導熱環(huán)氧樹脂,導熱脂,環(huán)氧樹脂是一種具有優(yōu)異化學性能和力學穩(wěn)定性的高分子材料,它固化方便,收縮率低,很適合用作封裝方面使用,但因為導熱能力不高的缺陷,需要將導熱能力優(yōu)異的AlN粉體添加到環(huán)氧樹脂中,來提高材料的熱導率和強度。東超新材新推出了氮化鋁粉體,有需求可聯(lián)系18145876528/留言。