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?超高導熱復(fù)合填料如何設(shè)計搭配配方獲得高導熱率

文章出處：常見問題責任編輯：東莞東超新材料科技有限公司發(fā)表時間：2022-07-15

　　 高分子導熱材料具有密度小、易加工、電絕緣性好等優(yōu)點，在生活中得到廣泛應(yīng)用。但由于高分子導熱材料是熱的不良導體，導熱性能差，在散熱要求高的微電子集成領(lǐng)域使用受限。導熱性能要求越來越高，單一的粉體導熱無法實現(xiàn)高導熱低成本等因素，導致導熱性能不夠理想、項目停止不前。為此，東超新材料廠家會采取“復(fù)配”、“改性”的形式在高分子導熱材料中加入兩種或兩種以上的高導熱填料。為了增強高分子導熱材料的導熱性能，生產(chǎn)廠商一般會在其中加入高導熱填料。東超新新材料針對高導熱灌封膠填料、高導熱凝膠填料、高導熱雙面膠填料、高導熱覆銅板導熱粉，廣泛應(yīng)用5G通訊、新能量電池、光伏發(fā)電、半導體等?？筛鶕?jù)客戶需求定制導熱系數(shù)、老化、耐高溫、阻燃等技術(shù)指標定制生產(chǎn)，免費開發(fā)設(shè)計配方，提供樣板。主要的“復(fù)配”方式有：不同材料的混合、不同粒徑的混合以及不同形狀的混合。

1.不同形狀的填料復(fù)配

導熱填料主要有不規(guī)則形、類球形、球形、片狀、纖維狀等形態(tài)，它們在基體樹脂中的分布狀態(tài)及導熱網(wǎng)鏈的形成對體系的熱導率有重要影響。

2.不同粒徑的填料復(fù)配

填料粒徑大小對體系的熱導率有一定影響。高分子導熱材料的導熱性能通過導熱填料在其中相互接觸實現(xiàn)。當填料填充量較低時，由于小粒徑導熱填料具有較大的比表面積，使得在同等填料用量下，小粒子被基材包裹，無法相互接觸，彼此間接觸熱阻較大。相反，大粒子由于粒徑較大，彼此間容易接觸，接觸熱阻較小，使高分子材料更容易形成穩(wěn)定的導熱通道。

當填料填充量較高時，大、小粒徑的導熱填料粒子堆積已很緊密，此時材料導熱系數(shù)與填料堆積度相關(guān)，而大粒徑導熱填料更容易存在間隙，小粒徑堆積更緊密，所以小粒徑導熱填料填充的導熱系數(shù)更高。然而填料粒徑并不是越小就越好，因為這會限制填料的填充量，無法實現(xiàn)高填充高導熱?？刹捎貌煌降奶盍洗钆?，小顆粒填充于大顆粒之間的間隙中，與大顆粒形成更緊密的堆積，增加填料之間的接觸，從而提高材料的導熱性能。

3.不同種類的導熱材料復(fù)配

不同的導熱材料進行搭配，可以得到不同導熱系數(shù)的產(chǎn)品。目前常用的導熱填料有Al2O3、MgO、ZnO、AlN、BN、SiC等；其中，市場使用占有率大多是以微米級Al2O3、硅微粉（結(jié)晶二氧化硅）等為主，納米Al2O3、氮化物則多作為高導熱領(lǐng)域的填充粉體；而ZnO大多做為導熱膏（導熱硅脂）填料用。通過將以上無機陶瓷填料填充到高分子基質(zhì)中，可制取具有良好的導熱性、絕緣性，以及物理機械性能的復(fù)合材料。但有時候采用單一填料無法滿足應(yīng)用需求，就需要采用復(fù)配填料來達到應(yīng)用需求，像Al2O3的熱導率較低但價格適中，可混入一些價格較高但熱導率也高的填料一起使用，這樣既能控制成本，又能提高復(fù)合材料的綜合性能。

其中，球形導熱填料流動性好，在聚合物中填充性好，可實現(xiàn)高填充高導熱；而片狀填料由于擁有較高的徑厚比，有效搭接面積較大，有利于熱量的傳導；纖維狀填料由于具有極高的長徑比，使其更容易搭接從而實現(xiàn)導熱作用，此外，由于其特殊的結(jié)構(gòu)，在提高力學性能方面也有其獨特的優(yōu)勢。在實際應(yīng)用中，往往會根據(jù)不同形態(tài)導熱填料的優(yōu)缺點進行搭配，常將球形填料和不規(guī)則形或片狀/晶須填料配合使用，由于混雜效應(yīng)，填料間相互接觸幾率增大，容易形成導熱通路，比單一微觀形態(tài)的粒子更能提高體系的導熱性能。

綜合上述，想要獲得高導熱率的導熱填料，可以通過不同粒徑、不同形貌、不同類型的導熱填料復(fù)合搭配來實現(xiàn)。這需要專業(yè)公司來花費大量時間、精力去實驗驗證。東超新材料已有10多年研發(fā)、生產(chǎn)高導熱填料復(fù)合粉設(shè)計設(shè)計配方的經(jīng)驗，可為您提供個性化定制導熱阻燃解決方案，只要您有需求，我們即可給您一個滿意的結(jié)果。

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