Viime vuosina kumituotteiden lämmönjohtavuuteen on kiinnitetty paljon huomiota.Lämpöä johtavia kumituotteita käytetään laajalti ilmailu-, ilmailu-, elektroniikka- ja sähkölaitteiden aloilla, joilla on rooli lämmönjohtamisessa, erisyksessä ja iskunvaimennassa.Lämmönjohtavuuden parantaminen on erittäin tärkeää lämpöä johtaville kumituotteille.Lämpöä johtavalla täyteaineella valmistettu kumikomposiittimateriaali pystyy siirtämään tehokkaasti lämpöä, millä on suuri merkitys elektroniikkatuotteiden tiivistämisessä ja miniatyrisoinnissa sekä niiden luotettavuuden parantamisessa ja käyttöiän pidentämisessä.
Tällä hetkellä renkaissa käytettävien kumimateriaalien tulee olla alhaisen lämmöntuoton ja korkean lämmönjohtavuuden ominaisuudet.Toisaalta renkaiden vulkanointiprosessissa kumin lämmönsiirtokyky paranee, vulkanointinopeus kasvaa ja energiankulutus vähenee;Ajon aikana syntyvä lämpö alentaa rungon lämpötilaa ja vähentää renkaan suorituskyvyn heikkenemistä liiallisesta lämpötilasta.Lämpöä johtavan kumin lämmönjohtavuus määräytyy pääasiassa kumimatriisin ja lämpöä johtavan täyteaineen mukaan.Joko hiukkasten tai kuituisen lämpöä johtavan täyteaineen lämmönjohtavuus on paljon parempi kuin kumimatriisin.
Yleisimmin käytetyt lämpöä johtavat täyteaineet ovat seuraavat materiaalit:
1. Cubic Beta-faasi nanopiikarbidi (SiC)
Nanomittakaavan piikarbidijauhe muodostaa kontaktilämmönjohtavuusketjuja ja on helpompi haarautua polymeereillä muodostaen Si-O-Si-ketjun lämmönjohtavuusrungon päälämmönjohtamisreitiksi, mikä parantaa huomattavasti komposiittimateriaalin lämmönjohtavuutta vähentämättä lämmönjohtavuutta. komposiittimateriaali Mekaaniset ominaisuudet.
Piikarbidiepoksikomposiittimateriaalin lämmönjohtavuus kasvaa piikarbidin määrän kasvaessa, ja nanopiikarbidi voi antaa komposiittimateriaalille hyvän lämmönjohtavuuden, kun määrä on pieni.Piikarbidiepoksikomposiittimateriaalien taivutus- ja iskulujuus kasvavat ensin ja sitten pienenevät piikarbidin määrän kasvaessa.Piikarbidin pinnan modifiointi voi parantaa tehokkaasti komposiittimateriaalin lämmönjohtavuutta ja mekaanisia ominaisuuksia.
Piikarbidilla on vakaat kemialliset ominaisuudet, sen lämmönjohtavuus on parempi kuin muilla puolijohdetäytteillä ja sen lämmönjohtavuus on jopa suurempi kuin metallin huoneenlämpötilassa.Pekingin kemiantekniikan yliopiston tutkijat suorittivat tutkimusta alumiinioksidin ja piikarbidilla vahvistetun silikonikumin lämmönjohtavuudesta.Tulokset osoittavat, että silikonikumin lämmönjohtavuus kasvaa piikarbidin määrän kasvaessa;kun piikarbidin määrä on sama, pienhiukkaskoon piikarbidilla vahvistetun silikonikumin lämmönjohtavuus on suurempi kuin suuren hiukkaskoon piikarbidilla vahvistetun silikonikumin lämmönjohtavuus;Piikarbidilla vahvistetun piikumin lämmönjohtavuus on parempi kuin alumiinioksidivahvisteisen piikumin.Kun alumiinioksidin/piikarbidin massasuhde on 8/2 ja kokonaismäärä on 600 osaa, piikumin lämmönjohtavuus on paras.
Alumiininitridi on atomikide ja kuuluu timanttinitridiin.Se voi esiintyä vakaasti korkeassa lämpötilassa 2200 ℃.Sillä on hyvä lämmönjohtavuus ja alhainen lämpölaajenemiskerroin, mikä tekee siitä hyvän lämpöshokkimateriaalin.Alumiininitridin lämmönjohtavuus on 320 W·(m·K)-1, mikä on lähellä boorioksidin ja piikarbidin lämmönjohtavuutta ja on yli 5 kertaa suurempi kuin alumiinioksidin.Qingdaon tiede- ja teknologiayliopiston tutkijat ovat tutkineet alumiininitridillä vahvistettujen EPDM-kumikomposiittien lämmönjohtavuutta.Tulokset osoittavat, että: kun alumiininitridin määrä kasvaa, komposiittimateriaalin lämmönjohtavuus kasvaa;komposiittimateriaalin lämmönjohtavuus ilman alumiininitridiä on 0,26 W·(m·K)-1, kun alumiininitridin määrä kasvaa arvoon 80 osalla komposiittimateriaalin lämmönjohtavuus saavuttaa 0,442 W·(m·K) -1, kasvua 70 %.
Alumiinioksidi on eräänlainen monitoiminen epäorgaaninen täyteaine, jolla on suuri lämmönjohtavuus, dielektrisyysvakio ja hyvä kulutuskestävyys.Sitä käytetään laajasti kumikomposiittimateriaaleissa.
Pekingin kemiantekniikan yliopiston tutkijat testasivat nano-alumiinioksidi/hiilinanoputki/luonnonkumikomposiittien lämmönjohtavuutta.Tulokset osoittavat, että nanoalumiinioksidin ja hiilinanoputkien yhteiskäytöllä on synergistinen vaikutus komposiittimateriaalin lämmönjohtavuuden parantamiseen;kun hiilinanoputkien määrä on vakio, komposiittimateriaalin lämmönjohtavuus kasvaa lineaarisesti nanoalumiinioksidin määrän kasvaessa;kun 100 Käytettäessä nanoalumiinioksidia lämpöä johtavana täyteaineena komposiittimateriaalin lämmönjohtavuus kasvaa 120 %.Kun lämpöä johtavana täyteaineena käytetään 5 osaa hiilinanoputkia, komposiittimateriaalin lämmönjohtavuus kasvaa 23 %.Käytettäessä 100 osaa alumiinioksidia ja 5 osaa Kun hiilinanoputkia käytetään lämpöä johtavana täyteaineena, komposiittimateriaalin lämmönjohtavuus kasvaa 155 %.Kokeesta tehdään myös seuraavat kaksi johtopäätöstä: Ensinnäkin, kun hiilinanoputkien määrä on vakio, nanoalumiinioksidin määrän kasvaessa kumissa olevien johtavien täyteainehiukkasten muodostama täyteaineverkostorakenne vähitellen kasvaa, ja hiilen häviökerroin kasvaa. komposiittimateriaali kasvaa vähitellen.Kun 100 osaa nanoalumiinioksidia ja 3 osaa hiilinanoputkia käytetään yhdessä, komposiittimateriaalin dynaaminen puristuslämmöntuotanto on vain 12 ℃ ja dynaamiset mekaaniset ominaisuudet ovat erinomaiset;toiseksi, kun hiilinanoputkien määrä on kiinteä, nanoalumiinioksidin määrän kasvaessa komposiittimateriaalien kovuus ja repäisylujuus kasvavat, kun taas vetolujuus ja murtovenymä vähenevät.
Hiilinanoputkilla on erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet, lämmönjohtavuus ja sähkönjohtavuus, ja ne ovat ihanteellisia vahvistavia täyteaineita.Niiden vahvistavat kumikomposiittimateriaalit ovat saaneet laajaa huomiota.Hiilinanoputket muodostuvat grafiittilevyjen kihartumisesta.Ne ovat uudentyyppistä grafiittimateriaalia, jonka sylinterimäinen rakenne on halkaisijaltaan kymmeniä nanometrejä (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm).Hiilinanoputkien lämmönjohtavuus on 3000 W·(m·K)-1, mikä on 5 kertaa kuparin lämmönjohtavuus.Hiilinanoputket voivat parantaa merkittävästi kumin lämmönjohtavuutta, sähkönjohtavuutta ja fysikaalisia ominaisuuksia, ja niiden vahvistus ja lämmönjohtavuus ovat parempia kuin perinteiset täyteaineet, kuten noki, hiilikuitu ja lasikuitu.Qingdaon tiede- ja teknologiayliopiston tutkijat suorittivat tutkimusta hiilinanoputkien/EPDM-komposiittimateriaalien lämmönjohtavuudesta.Tulokset osoittavat, että: hiilinanoputket voivat parantaa komposiittimateriaalien lämmönjohtavuutta ja fysikaalisia ominaisuuksia;kun hiilinanoputkien määrä kasvaa, komposiittimateriaalien lämmönjohtavuus kasvaa ja vetolujuus ja murtovenymä ensin kasvavat ja sitten pienenevät. Vetojännitys ja repäisylujuus lisääntyvät;kun hiilinanoputkien määrä on pieni, halkaisijaltaan suurista hiilinanoputkista on helpompi muodostaa lämpöä johtavia ketjuja kuin pienikokoisista hiilinanoputkista, ja ne yhdistetään paremmin kumimatriisiin.
Postitusaika: 30.8.2021