Viimastel aastatel on kummitoodete soojusjuhtivus pälvinud suurt tähelepanu.Soojust juhtivaid kummitooteid kasutatakse laialdaselt kosmose-, lennundus-, elektroonika- ja elektriseadmete valdkonnas, et mängida rolli soojusjuhtivuses, isolatsioonis ja löökide neeldumises.Soojusjuhtivuse parandamine on soojust juhtivate kummitoodete puhul äärmiselt oluline.Soojust juhtiva täiteainega valmistatud kummikomposiitmaterjal suudab tõhusalt soojust üle kanda, millel on suur tähtsus elektroonikatoodete tihendamisel ja miniaturiseerimisel, samuti nende töökindluse parandamisel ja kasutusea pikendamisel.
Praegu peavad rehvides kasutatavad kummimaterjalid olema madala soojuse tekke ja kõrge soojusjuhtivusega.Ühest küljest paraneb rehvi vulkaniseerimise protsessis kummi soojusülekande jõudlus, suureneb vulkaniseerimiskiirus ja väheneb energiatarbimine;Sõidu ajal tekkiv soojus alandab karkassi temperatuuri ja vähendab rehvi jõudluse halvenemist, mis on tingitud ülemäärasest temperatuurist.Soojust juhtiva kummi soojusjuhtivuse määravad peamiselt kummimaatriks ja soojust juhtiv täiteaine.Kas osakeste või kiulise soojusjuhtiva täiteaine soojusjuhtivus on palju parem kui kummimaatriksil.
Kõige sagedamini kasutatavad soojust juhtivad täiteained on järgmised materjalid:
1. Cubic beetafaasi nanoränikarbiid (SiC)
Nanomastaabis ränikarbiidi pulber moodustab kontaktsoojusjuhtivusahelaid ja seda on kergem hargneda polümeeridega, moodustades peamise soojusjuhtivuse teena Si-O-Si ahela soojusjuhtivuse karkassi, mis parandab oluliselt komposiitmaterjali soojusjuhtivust, vähendamata komposiitmaterjal Mehaanilised omadused.
Ränikarbiidi epoksükomposiitmaterjali soojusjuhtivus suureneb ränikarbiidi koguse suurenemisega ja nano-ränikarbiid võib anda komposiitmaterjalile hea soojusjuhtivuse, kui kogus on väike.Ränikarbiidist valmistatud epoksükomposiitmaterjalide painde- ja löögitugevus suureneb esmalt ja seejärel väheneb ränikarbiidi koguse suurenedes.Ränikarbiidi pinna modifitseerimine võib tõhusalt parandada komposiitmaterjali soojusjuhtivust ja mehaanilisi omadusi.
Ränikarbiidil on stabiilsed keemilised omadused, selle soojusjuhtivus on parem kui teistel pooljuhtide täiteainetel ja selle soojusjuhtivus on isegi suurem kui metallil toatemperatuuril.Pekingi keemiatehnoloogia ülikooli teadlased viisid läbi uuringud alumiiniumoksiidi ja ränikarbiidiga tugevdatud silikoonkummi soojusjuhtivuse kohta.Tulemused näitavad, et silikoonkummi soojusjuhtivus suureneb ränikarbiidi koguse suurenedes;kui ränikarbiidi kogus on sama, on väikese suurusega ränikarbiidiga tugevdatud silikoonkummi soojusjuhtivus suurem kui suurte osakeste suurusega ränikarbiidiga tugevdatud silikoonkummi soojusjuhtivus;Ränikarbiidiga tugevdatud ränikummi soojusjuhtivus on parem kui alumiiniumoksiidiga tugevdatud ränikummil.Kui alumiiniumoksiidi/ränikarbiidi massisuhe on 8/2 ja koguhulk on 600 osa, on ränikummi soojusjuhtivus parim.
Alumiiniumnitriid on aatomkristall ja kuulub teemantnitriidi hulka.See võib stabiilselt eksisteerida kõrgel temperatuuril 2200 ℃.Sellel on hea soojusjuhtivus ja madal soojuspaisumise koefitsient, mis teeb sellest hea termilise šoki materjali.Alumiiniumnitriidi soojusjuhtivus on 320 W·(m·K)-1, mis on lähedane booroksiidi ja ränikarbiidi soojusjuhtivusele ning on üle 5 korra suurem kui alumiiniumoksiidil.Qingdao teaduse ja tehnoloogia ülikooli teadlased on uurinud alumiiniumnitriidiga tugevdatud EPDM-kummikomposiitide soojusjuhtivust.Tulemused näitavad, et: alumiiniumnitriidi koguse suurenedes suureneb komposiitmaterjali soojusjuhtivus;komposiitmaterjali soojusjuhtivus ilma alumiiniumnitriidita on 0,26 W·(m·K)-1, kui alumiiniumnitriidi kogus suureneb 80 osa juures, saavutab komposiitmaterjali soojusjuhtivus 0,442 W·(m·K) -1, kasv 70%.
3. Nanoalumiiniumoksiid (Al2O3)
Alumiiniumoksiid on omamoodi multifunktsionaalne anorgaaniline täiteaine, millel on suur soojusjuhtivus, dielektriline konstant ja hea kulumiskindlus.Seda kasutatakse laialdaselt kummikomposiitmaterjalides.
Pekingi keemiatehnoloogia ülikooli teadlased testisid nano-alumiiniumoksiidi / süsinik-nanotoru / loodusliku kautšuki komposiitide soojusjuhtivust.Tulemused näitavad, et nano-alumiiniumoksiidi ja süsinik-nanotorude kombineeritud kasutamisel on sünergiline mõju komposiitmaterjali soojusjuhtivuse parandamisel;kui süsinik-nanotorude hulk on konstantne, suureneb komposiitmaterjali soojusjuhtivus lineaarselt nanoalumiiniumoksiidi koguse suurenemisega;kui 100 Nano-alumiiniumoksiidi kasutamisel soojust juhtiva täiteainena suureneb komposiitmaterjali soojusjuhtivus 120%.Kui soojust juhtiva täiteainena kasutatakse 5 osa süsinik-nanotorusid, suureneb komposiitmaterjali soojusjuhtivus 23%.Kui kasutatakse 100 osa alumiiniumoksiidi ja 5 osa Kui soojust juhtiva täiteainena kasutatakse süsiniknanotorusid, suureneb komposiitmaterjali soojusjuhtivus 155%.Katsest tehakse ka järgmised kaks järeldust: esiteks, kui süsinik-nanotorude kogus on konstantne, siis nano-alumiiniumoksiidi koguse suurenemisel suureneb kummis juhtivate täiteaineosakeste moodustatud täiteainevõrgu struktuur järk-järgult ja selle kadudegur. komposiitmaterjal suureneb järk-järgult.Kui kasutatakse koos 100 osa nano-alumiiniumoksiidi ja 3 osa süsinik-nanotorusid, on komposiitmaterjali dünaamiline kokkusurumissoojuse teke ainult 12 ℃ ja dünaamilised mehaanilised omadused on suurepärased;teiseks, kui süsinik-nanotorude kogus on fikseeritud, siis nano-alumiiniumoksiidi koguse suurenedes suureneb komposiitmaterjalide kõvadus ja rebenemistugevus, samal ajal kui tõmbetugevus ja purunemispikenemine vähenevad.
Süsiniknanotorudel on suurepärased füüsikalised omadused, soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus ning need on ideaalsed tugevdavad täiteained.Nende tugevdavad kummikomposiitmaterjalid on pälvinud laialdast tähelepanu.Süsiniknanotorud moodustuvad grafiidilehtede kihtide kõverdumisel.Tegemist on uut tüüpi grafiitmaterjaliga, mille silindriline struktuur on kümnete nanomeetrite (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm) läbimõõduga.Süsiniknanotorude soojusjuhtivus on 3000 W·(m·K)-1, mis on 5 korda suurem kui vase soojusjuhtivus.Süsiniknanotorud võivad oluliselt parandada kummi soojusjuhtivust, elektrijuhtivust ja füüsikalisi omadusi ning nende tugevdus ja soojusjuhtivus on paremad kui traditsioonilised täiteained nagu tahm, süsinikkiud ja klaaskiud.Qingdao teaduse ja tehnoloogia ülikooli teadlased viisid läbi süsiniknanotorude/EPDM-i komposiitmaterjalide soojusjuhtivuse uuringuid.Tulemused näitavad, et: süsiniknanotorud võivad parandada komposiitmaterjalide soojusjuhtivust ja füüsikalisi omadusi;süsinik-nanotorude hulga suurenedes suureneb komposiitmaterjalide soojusjuhtivus ning tõmbetugevus ja katkemispikenemine esmalt suurenevad ja seejärel vähenevad. Tõmbepinge ja rebimistugevus suurenevad;kui süsinik-nanotorude kogus on väike, on suure läbimõõduga süsinik-nanotorudest kergem moodustada soojusjuhtivaid ahelaid kui väikese läbimõõduga süsinik-nanotorusid ning neid kombineeritakse paremini kummimaatriksiga.
Postitusaeg: 30. august 2021