V posledních letech byla tepelná vodivost gumových výrobků věnována rozsáhlé pozornosti. Tepelně vodivé gumové výrobky se široce používají v polích leteckého, leteckého, elektroniky a elektrických zařízení, aby hrály roli při vedení tepla, izolaci a absorpci šoků. Zlepšení tepelné vodivosti je nesmírně důležité pro tepelně vodivé gumové výrobky. Gumový kompozitní materiál připravený tepelně vodivým plnivem může účinně přenášet teplo, což má velký význam pro zhuštění a miniaturizaci elektronických produktů, jakož i zlepšení jejich spolehlivosti a prodloužení jejich životnosti.
V současné době musí gumové materiály používané v pneumatikách mít vlastnosti nízké výroby tepla a vysoké tepelné vodivosti. Na jedné straně, v procesu vulkanizace pneumatik, se zlepšuje výkon přenosu tepla, zvyšuje se míra vulkanizace a spotřeba energie se sníží; Teplo generované během řízení snižuje teplotu jatečně upraveného těla a snižuje degradaci výkonu pneumatik způsobené nadměrnou teplotou. Tepelná vodivost tepelně vodivé gumy je určena hlavně gumovou matricí a tepelně vodivým plnivem. Tepelná vodivost buď částic nebo vláknitého tepelného vodivého plniva je mnohem lepší než vodička gumové matrice.
Nejčastěji používané tepelně vodivé plnivy jsou následující materiály:
1. Kruhový nano silikonový karbid nano (SIC)
Nano-měřítko křemíkového karbidu prášku tvoří řetězy kontaktních tepelných vodivých vodivostí a je snazší se rozvětvovat polymery a vytváří kostru vedení tepla Si-O-SI jako hlavní cestu vedení tepla, což výrazně zlepšuje tepelnou vodivost kompozitního materiálu, aniž by snižovala kompozitní materiál mechanické vlastnosti.
Tepelná vodivost epoxidového materiálu karbidu křemíkového karbidu se zvyšuje se zvýšením množství karbidu křemíku a karbid nano-křemíku může poskytnout kompozitnímu materiálu dobrou tepelnou vodivost, když je množství nízké. Pevnost v ohybu a nárazová síla epoxidových kompozitních materiálů karbidu křemíku se nejprve zvyšuje a poté se snižuje se zvýšením množství karbidu křemíku. Povrchová modifikace karbidu křemíku může účinně zlepšit tepelnou vodivost a mechanické vlastnosti kompozitního materiálu.
Karbid křemíku má stabilní chemické vlastnosti, jeho tepelná vodivost je lepší než jiné plniva polovodičů a jeho tepelná vodivost je ještě větší než u kovu při teplotě místnosti. Vědci z Pekingské univerzity chemické technologie provedli výzkum tepelné vodivosti silikonové gumy vyztužené karbidem oxidu a křemíku. Výsledky ukazují, že tepelná vodivost silikonové gumy se zvyšuje se zvyšováním množství karbidu křemíku; Když je množství křemíkového karbidu stejné, je tepelná vodivost silikonové kaučuku vyztužené silikonem silikonem na křemíku na velikosti malého částice větší než u silikonové kaučuku zesílené silikonu velké částice; Tepelná vodivost křemíkového gumového kaučuku vyztužená křemíkovým karbidem je lepší než vodička křemíkového gumy vyztužené hlinité. Když je hmotnostní poměr karbidu alumina/křemíku 8/2 a celkové množství je 600 dílů, je nejlepší tepelná vodivost silikonové gumy nejlepší.
Nitrid hliníku je atomový krystal a patří k diamantovému nitridu. Může existovat stabilně při vysoké teplotě 2200 ℃. Má dobrou tepelnou vodivost a koeficient nízkého tepelné roztažnosti, což z něj činí dobrý tepelný nárazník. Tepelná vodivost nitridu hlinitého je 320 W · (M · K) -1, která je blízko tepelné vodivosti oxidu boru a karbidu křemíku a je více než 5krát větší než vodivost aluminy. Vědci z Qingdao University of Science and Technology studovali tepelnou vodivost kaučutových kompozitů EPDM vyztužených hliníkem. Výsledky ukazují, že: se zvyšováním množství nitridu hliníku se zvyšuje tepelná vodivost kompozitního materiálu; Tepelná vodivost kompozitního materiálu bez nitridu hliníku je 0,26 W · (m · K) -1, když se množství hlinitého nitridu zvyšuje na 80 částí, tepelná vodivost kompozitního materiálu dosahuje 0,442 W · k) -1, zvýšení o 70%.
Alumina je druh multifunkčního anorganického plniva, který má velkou tepelnou vodivost, dielektrickou konstantu a dobrý odolnost proti opotřebení. Široce se používá v gumových kompozitních materiálech.
Vědci z Pekingské univerzity chemické technologie testovali tepelnou vodivost nano-alumina/uhlíkových nanotrubic/přírodních gumových kompozitů. Výsledky ukazují, že kombinované použití nano-alumina a uhlíkových nanotrubic má synergický účinek na zlepšení tepelné vodivosti kompozitního materiálu; Když je množství uhlíkových nanotrubic konstantní, tepelná vodivost kompozitního materiálu se lineárně zvyšuje se zvýšením množství nano-aluminy; Když 100 při použití nano-aluminy jako tepelně vodivého plniva se tepelná vodivost kompozitního materiálu zvyšuje o 120%. Když se jako tepelně vodivé plnivo použije 5 částí uhlíkových nanotrubic, tepelná vodivost kompozitního materiálu se zvyšuje o 23%. Když se při použití nanotrubic uhlíku používá 100 částí aluminy a 5 dílů, tepelná vodivost kompozitního materiálu se zvyšuje o 155%. Experiment také vyvodí následující dva závěry: zaprvé, když je množství uhlíkových nanotrubic konstantní, se zvyšováním množství nano-alumina, struktura plnicí sítě vytvořená vodivými částicemi plnivy v gumě se postupně zvyšuje a ztrátový faktor kompozitního materiálu se postupně zvyšuje. Když se společně používá 100 částí nano-aluminy a 3 částí uhlíkových nanotrubic, je tvorba dynamického kompresního tepla kompozitního materiálu pouze 12 ℃ a dynamické mechanické vlastnosti jsou vynikající; Za druhé, když je množství uhlíkových nanotrubic fixováno, se zvyšováním množství nano-aluminy se zvyšuje tvrdost a pevnost kompozitních materiálů, zatímco pevnost v tahu a prodloužení při přestávce klesá.
Uhlíkové nanotrubice mají vynikající fyzikální vlastnosti, tepelnou vodivost a elektrickou vodivost a jsou ideálním výztužním plnivům. Jejich výztužné gumové kompozitní materiály věnovaly rozsáhlou pozornost. Uhlíkové nanotrubice jsou tvořeny curlingovými vrstvami grafitových listů. Jsou to nový typ grafitového materiálu s válcovou strukturou s průměrem desítek nanometrů (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm). Tepelná vodivost uhlíkových nanotrubic je 3000 W · (M · K) -1, což je 5krát vyšší než tepelná vodivost mědi. Nanotrubice uhlíku mohou významně zlepšit tepelnou vodivost, elektrickou vodivost a fyzikální vlastnosti gumy a jejich vyztužení a tepelná vodivost jsou lepší než tradiční plniva, jako je uhlíková černá, uhlíková vlákna a skleněné vlákno. Vědci z Qingdao University of Science and Technology provedli výzkum tepelné vodivosti kompozitních materiálů uhlíkových nanotrubic/EPDM. Výsledky ukazují, že: uhlíkové nanotrubice mohou zlepšit tepelnou vodivost a fyzikální vlastnosti kompozitních materiálů; Jak se množství uhlíkových nanotrubic zvyšuje, zvyšuje se tepelná vodivost kompozitních materiálů a pevnost v tahu a prodloužení při prvním zvýšení a poté se sníží, zvyšuje se napětí v tahu a roztržení; Pokud je množství uhlíkových nanotrubic malé, uhlíkové nanotrubice s velkým průměrem se snadněji vytvářejí řetězce pro podvození tepla než uhlíkové nanotrubice s malým průměrem a jsou lépe kombinovány s gumovou matricí.
Čas příspěvku: AUG-30-2021
