In den letzten Jahren hat die thermische Leitfähigkeit von Gummiprodukten umfangreiche Aufmerksamkeit erhalten. Thermisch leitende Gummiprodukte werden in den Bereichen Luft- und Raumfahrt-, Luftfahrt-, Elektronik- und Elektrogeräte häufig verwendet, um eine Rolle bei der Wärmeleitung, Isolierung und Stoßdämpfung zu spielen. Die Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit ist für thermisch leitende Gummiprodukte äußerst wichtig. Das vom thermisch leitfähige Füllstoff erstellte Gummi -Verbundmaterial kann die Wärme effektiv übertragen, was von großer Bedeutung für die Verdichtung und Miniaturisierung elektronischer Produkte sowie die Verbesserung ihrer Zuverlässigkeit und die Erweiterung ihrer Lebensdauer ist.
Gegenwärtig müssen die in Reifen verwendeten Gummimaterialien die Eigenschaften der Erzeugung mit geringer Wärme und einer hohen Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Einerseits wird im Reifenvulkanisierungsprozess die Wärmeübertragungsleistung des Gummi verbessert, die Vulkanisationsrate erhöht und der Energieverbrauch verringert. Die beim Fahren erzeugte Hitze reduziert die Temperatur des Kadavers und reduziert die durch übermäßige Temperatur verursachte Verschlechterung der Reifenleistung. Die thermische Leitfähigkeit von thermisch leitenden Gummi wird hauptsächlich durch die Gummi -Matrix und den thermisch leitenden Füllstoff bestimmt. Die thermische Leitfähigkeit der Partikel oder des faserigen thermischen leitenden Füllstoffs ist viel besser als die der Gummi -Matrix.
Die am häufigsten verwendeten thermisch leitenden Füllstoffe sind die folgenden Materialien:
1. Kubikbeta -Phase Nano Silicon Carbid (SIC)
Siliziumkarbidpulver bildet Kontaktwärmeleitungsketten und ist mit Polymeren leichter zu verzweigen, wobei das Skelett von Si-O-Si-Kettenhitze als Hauptwärmeleitungspad bildet, was die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials erheblich verbessert, ohne das Verbundmaterial die mechanischen Eigenschaften zu reduzieren.
Die thermische Leitfähigkeit des Siliziumkarbid-Epoxid-Verbundmaterials nimmt mit zunehmender Menge an Siliziumcarbid zu, und das Nano-Silicon-Carbid kann dem Verbundmaterial eine gute thermische Leitfähigkeit ergeben, wenn die Menge niedrig ist. Die Biegefestigkeit und die Schlagfestigkeit von Siliziumcarbid -Epoxid -Verbundwerkstoffen nehmen zunächst zu und nehmen dann mit der Zunahme der Menge an Siliziumcarbid ab. Die Oberflächenmodifikation von Siliziumcarbid kann die thermische Leitfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften des Verbundmaterials effektiv verbessern.
Siliziumkarbid hat stabile chemische Eigenschaften, seine thermische Leitfähigkeit ist besser als andere Halbleiterfüller, und seine thermische Leitfähigkeit ist noch größer als die von Metall bei Raumtemperatur. Forscher der chemischen Technik der Peking der Chemischen Technik der Peking haben zu der thermischen Leitfähigkeit von Aluminiumoxid- und Siliziumcarbid -Verstärkungs -Silikonkautschuk erforscht. Die Ergebnisse zeigen, dass die thermische Leitfähigkeit von Silikonkautschuk mit zunehmender Menge an Siliziumkarbid zunimmt. Wenn die Menge an Siliziumkarbid gleich ist, ist die thermische Leitfähigkeit des Siliziumkarbid -Verstärkungs -Silikonkautschuks der kleinen Partikelgröße größer als der der großen Partikelgröße Siliziumcarbid verstärktes Silikonkautschuk; Die thermische Leitfähigkeit von mit Siliziumkarbid verstärktes Siliziumgummi ist besser als die von Aluminiumoxid verstärkten Siliziumkautschuk. Wenn das Massenverhältnis von Aluminiumoxid/Siliziumkarbid 8/2 und die Gesamtmenge 600 Teile beträgt, ist die thermische Leitfähigkeit von Siliziumkautschuk die beste.
Aluminiumnitrid ist ein Atomkristall und gehört zum Diamantnitrid. Es kann bei einer hohen Temperatur von 2200 ℃ stabil existieren. Es hat eine gute thermische Leitfähigkeit und einen geringen thermischen Expansionskoeffizienten, was es zu einem guten thermischen Schockmaterial macht. Die thermische Leitfähigkeit von Aluminiumnitrid beträgt 320 W · (M · K) -1, was nahe der thermischen Leitfähigkeit von Boroxid und Siliziumcarbid liegt und mehr als fünfmal größer ist als die von Aluminiumoxid. Forscher der Qingdao University of Science and Technology haben die thermische Leitfähigkeit von Aluminium -Nitrid -verstärkten EPDM -Gummi -Verbundwerkstoffen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass mit zunehmender Aluminiumnitrid die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials zunimmt. Die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials ohne Aluminiumnitrid beträgt 0,26 W · (M · K) -1, wenn die Menge an Aluminiumnitrid auf 80 Teile zunimmt, erreicht die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials 0,442 W · (M · k) -1, Anstieg von 70%.
Alumina ist eine Art multifunktionaler anorganischer Füllstoff, der eine große thermische Leitfähigkeit, eine dielektrische Konstante und einen guten Verschleißfestigkeit aufweist. Es wird in Gummi -Verbundwerkstoffen weit verbreitet.
Forscher der chemischen Technik der Peking der Chemischen Technik der Peking testeten die thermische Leitfähigkeit von Nano-Aluminiumoxid/Carbon-Nanoröhren/Naturkautschuk-Verbundwerkstoffen. Die Ergebnisse zeigen, dass die kombinierte Verwendung von Nano-Aluminiumoxid- und Kohlenstoffnanoröhren einen synergistischen Effekt auf die Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit des Verbundmaterials hat. Wenn die Menge an Kohlenstoffnanoröhren konstant ist, nimmt die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials mit der Zunahme der Menge an Nano-Aluminiumoxid linear zu; Bei 100 nimmt die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials um 120%zu. Wenn 5 Teile Kohlenstoffnanoröhren als thermisch leitfähiger Füllstoff verwendet werden, nimmt die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials um 23%zu. Wenn 100 Teile Aluminiumoxid und 5 Teile verwendet werden, wenn Kohlenstoffnanoröhren als thermisch leitfähiger Füllstoff verwendet werden, nimmt die thermische Leitfähigkeit des Verbundmaterials um 155%zu. Das Experiment zieht auch die folgenden zwei Schlussfolgerungen an: Erstens, wenn die Menge an Kohlenstoffnanoröhren konstant ist, steigt die Menge an Nano-Alumininanien zunehmend, die durch leitenden Füllstoffpartikel im Gummi gebildete Füllstoffnetzwerkstruktur steigt allmählich an, und der Verlustfaktor des Verbundwerkstoffs steigt allmählich. Wenn 100 Teile Nano-Alumina und 3 Teile Kohlenstoffnanoröhren zusammen verwendet werden, beträgt die dynamische Kompressionswärmeerzeugung des Verbundmaterials nur 12 ° und die dynamischen mechanischen Eigenschaften hervorragend; Zweitens, wenn die Menge an Kohlenstoffnanoröhren festgelegt ist, wenn die Menge an Nano-Aluminiumoxid zunimmt, steigt die Härte und die Tränenfestigkeit von Verbundwerkstoffen, während die Zugfestigkeit und Dehnung bei Bruch abnehmen.
Kohlenstoffnanoröhren haben hervorragende physikalische Eigenschaften, thermische Leitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit und sind ideale Verstärkungsfüller. Ihre Verstärkungsgummiverbundmaterialien haben weit verbreitete Aufmerksamkeit erhalten. Kohlenstoffnanoröhren werden durch Curlingschichten von Graphitblättern gebildet. Sie sind eine neue Art von Graphitmaterial mit einer zylindrischen Struktur mit einem Durchmesser von Zehn Nanometern (10-30 nm, 30-60 nm, 60-100 nm). Die thermische Leitfähigkeit von Kohlenstoffnanoröhren beträgt 3000 W · (M · K) -1, was die 5-fache der thermischen Leitfähigkeit von Kupfer ist. Kohlenstoffnanoröhren können die thermische Leitfähigkeit, die elektrische Leitfähigkeit und die physikalischen Eigenschaften von Gummi erheblich verbessern, und ihre Verstärkung und thermische Leitfähigkeit sind besser als herkömmliche Füllstoffe wie Carbonschwarz, Kohlefaser und Glasfaser. Forscher der Qingdao University of Science and Technology haben die thermische Leitfähigkeit von Kohlenstoffnanoröhren/EPDM -Verbundwerkstoffen erforscht. Die Ergebnisse zeigen, dass: Kohlenstoffnanoröhren die thermische Leitfähigkeit und die physikalischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen verbessern können; Wenn die Menge an Kohlenstoffnanoröhren zunimmt, nimmt die thermische Leitfähigkeit von Verbundwerkstoffen zu, und die Zugfestigkeit und Dehnung beim Bruch zunimmt und dann die Zugspannung und die Rissfestigkeit zunehmen; Wenn die Menge an Kohlenstoffnanoröhren klein ist, können Kohlenstoffnanoröhren mit großem Durchmesser leichter wärmedonitierender Ketten bilden als Kohlenstoffnanoröhren mit kleinem Durchmesser, und sie sind besser mit der Gummi-Matrix kombiniert.
Postzeit: Aug-30-2021
