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常见的导热填料

黑金
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楼主 发表于:2016-09-07 14:51:14
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导热材料目前主要方式还是靠填充来提高导热系数,常用的导热填料有金属粉末、金属氧化物、金属氮化物和碳系填料等。

(1)金属粉末填料有铝粉、银粉、铜粉、镍粉等。材料的导热性能不仅取决于金属填料自身的热导率,还与金属粒子的形状尺寸、体积分数、在材料中的分布等因素有关。金属粉末作为导热填料具有较好的性能,但存在较多问题,在塑料加工温度下,金属粉末易氧化,形成金属氧化物,大大降低了填料的热导率?

(2)碳材料因其轻质、高导热、耐高温、抗化学腐蚀等优异性能而成为一种理想的热管理材料,目前已广泛用于微电子、化工、汽车、航空航天等领域。常见的碳系导热填料有石墨、碳黑、碳纤维等。

其中,石墨因其良好的导热性能、较低的价格和在聚合物基体中适当的分散性而被认为是最好的导热填料之一。碳纤维也是一类非常重要的碳系导热填料,其中比较重要的是气相生长碳纤维。碳黑微晶具有准石墨结构,据研究报道,碳黑对导电性能的贡献远高于导热性能。比较石墨、碳黑和碳纤维对液晶聚合物导热性能的影响,研究表明,在较低用量下( < 10%)三者对复合材料的热导率的贡献是相似的,而在高填充时含有石墨的复合材料表现出较高的热导率。

(3)目前在有机硅领域所使用的导热材料多数为氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。

导热填料

导热系数

导热率

特点

氮化铝

80~320

导热系数高

价格昂贵,每公斤几千元以上。容易受潮水解,水解产生氢氧化铝中断导热通路,因此制品热导率偏低。

氮化硼

60~125

导热系数高

价格昂贵,每公斤上千元。不能单纯的大量填充,大量填充后体系黏度急剧上升,严重影响产品的应用领域。

碳化硅

83.6~220

导热系数高

合成过程中产生的碳及石墨难以去除,导致产品纯度低,电导率高,不适合电子用胶,密度大,在有机硅中易沉淀分层,影响产品应用。环氧胶中较为适用。
 
 

氧化镁

36

导热系数一般

在空气中易吸潮,增粘性较强,不能大量填充;耐酸性差,很容易被腐蚀,限制了酸性环境下的应用。

氧化铝

38

导热系数高

价格适中,每公斤不超过200元。球形或者类球形填充量大,最大可添加到600-800份,所得制品导热率高。

氧化锌

26

导热系数偏低

粒径和均匀性很好,适合生产导热硅脂;导热偏低,不适合生产高导热产品。质轻,增粘性较强,不适合灌封。