તાજેતરનાં વર્ષોમાં, રબરના ઉત્પાદનોની થર્મલ વાહકતાને વિસ્તૃત ધ્યાન મળ્યું છે. ગરમી વહન, ઇન્સ્યુલેશન અને આંચકો શોષણમાં ભૂમિકા નિભાવવા માટે એરોસ્પેસ, ઉડ્ડયન, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને વિદ્યુત ઉપકરણોના ક્ષેત્રોમાં થર્મલી વાહક રબરના ઉત્પાદનોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. થર્મલ વાહકતામાં સુધારો થર્મલ વાહક રબર ઉત્પાદનો માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. થર્મલી વાહક ફિલર દ્વારા તૈયાર રબર સંયુક્ત સામગ્રી અસરકારક રીતે ગરમીને સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોના ઘન અને લઘુચિત્રકરણ, તેમજ તેમની વિશ્વસનીયતા અને તેમની સેવા જીવનના વિસ્તરણ માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે.

હાલમાં, ટાયરમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી રબર સામગ્રીમાં ઓછી ગરમી ઉત્પન્ન અને ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતાની લાક્ષણિકતાઓ હોવી જરૂરી છે. એક તરફ, ટાયર વલ્કેનાઇઝેશન પ્રક્રિયામાં, રબરના હીટ ટ્રાન્સફર પ્રભાવમાં સુધારો થાય છે, વલ્કેનાઇઝેશન દરમાં વધારો થાય છે, અને energy ર્જા વપરાશમાં ઘટાડો થાય છે; ડ્રાઇવિંગ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમી શબનું તાપમાન ઘટાડે છે અને અતિશય તાપમાનને કારણે થતાં ટાયર કામગીરીના અધોગતિને ઘટાડે છે. થર્મલ વાહક રબરની થર્મલ વાહકતા મુખ્યત્વે રબર મેટ્રિક્સ અને થર્મલી વાહક ફિલર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. કણો અથવા તંતુમય થર્મલ વાહક ફિલરની થર્મલ વાહકતા રબર મેટ્રિક્સ કરતા ઘણી સારી છે.

સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા થર્મલી વાહક ફિલર્સ નીચેની સામગ્રી છે:

1. ક્યુબિક બીટા તબક્કો નેનો સિલિકોન કાર્બાઇડ (એસઆઈસી)

નેનો-સ્કેલ સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડર ફોર્મ્સ હીટ વહન સાંકળોનો સંપર્ક કરે છે, અને પોલિમર સાથે શાખા કરવી વધુ સરળ છે, મુખ્ય ગરમી વહન પાથ તરીકે સી-ઓ-સી ચેન હીટ વહન હાડપિંજરની રચના કરે છે, જે સંયુક્ત સામગ્રીને યાંત્રિક ગુણધર્મોને ઘટાડ્યા વિના સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતાને મોટા પ્રમાણમાં સુધારે છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડ ઇપોક્રીસ કમ્પોઝિટ સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા સિલિકોન કાર્બાઇડની માત્રામાં વધારો સાથે વધે છે, અને જ્યારે રકમ ઓછી હોય ત્યારે નેનો-સિલિકોન કાર્બાઇડ સંયુક્ત સામગ્રીને સારી થર્મલ વાહકતા આપી શકે છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ ઇપોક્રીસ કમ્પોઝિટ મટિરિયલ્સની ફ્લેક્સ્યુરલ તાકાત અને અસરની તાકાત પ્રથમ વધે છે અને પછી સિલિકોન કાર્બાઇડની માત્રામાં વધારો સાથે ઘટાડો થાય છે. સિલિકોન કાર્બાઇડનું સપાટી ફેરફાર, સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મોને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડમાં સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો છે, તેની થર્મલ વાહકતા અન્ય સેમિકન્ડક્ટર ફિલર્સ કરતા વધુ સારી છે, અને તેની થર્મલ વાહકતા ઓરડાના તાપમાને ધાતુ કરતા પણ વધારે છે. બેઇજિંગ યુનિવર્સિટી ઓફ કેમિકલ ટેકનોલોજીના સંશોધનકારોએ એલ્યુમિના અને સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રબલિત સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા પર સંશોધન કર્યું. પરિણામો દર્શાવે છે કે સિલિકોન કાર્બાઇડની માત્રામાં વધારો થતાં સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા વધે છે; જ્યારે સિલિકોન કાર્બાઇડની માત્રા સમાન હોય છે, ત્યારે નાના કણ કદની થર્મલ વાહકતા સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રબલિત સિલિકોન રબર મોટા કણોના કદ સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રબલિત સિલિકોન રબર કરતા વધારે હોય છે; સિલિકોન કાર્બાઇડથી પ્રબલિત સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા એલ્યુમિના પ્રબલિત સિલિકોન રબર કરતા વધુ સારી છે. જ્યારે એલ્યુમિના/સિલિકોન કાર્બાઇડનો સમૂહ ગુણોત્તર 8/2 હોય છે અને કુલ રકમ 600 ભાગો હોય છે, ત્યારે સિલિકોન રબરની થર્મલ વાહકતા શ્રેષ્ઠ છે.

2. એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ (એએલએન)

એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ એ અણુ સ્ફટિક છે અને તે ડાયમંડ નાઇટ્રાઇડથી સંબંધિત છે. તે 2200 ℃ ના ઉચ્ચ તાપમાને સ્થિર રીતે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. તેમાં સારી થર્મલ વાહકતા અને ઓછી થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક છે, જે તેને સારી થર્મલ આંચકો સામગ્રી બનાવે છે. એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડની થર્મલ વાહકતા 320 ડબ્લ્યુ · (એમ · કે) -1 છે, જે બોરોન ox કસાઈડ અને સિલિકોન કાર્બાઇડની થર્મલ વાહકતાની નજીક છે, અને એલ્યુમિના કરતા 5 ગણાથી વધુ મોટી છે. કિંગદાઓ યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજીના સંશોધનકારોએ એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ પ્રબલિત ઇપીડીએમ રબર કમ્પોઝિટ્સની થર્મલ વાહકતાનો અભ્યાસ કર્યો છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે: જેમ જેમ એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડની માત્રા વધે છે, તેમ તેમ સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા વધે છે; એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ વિના સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 0.26 ડબલ્યુ · (એમ · કે) -1 છે, જ્યારે એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડની માત્રા 80 ભાગોમાં વધે છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 0.442 ડબલ્યુ · (એમ · કે) -1 સુધી પહોંચે છે, 70%ની વૃદ્ધિ.

3. નેનો એલ્યુમિના (AL2O3)

એલ્યુમિના એક પ્રકારનું મલ્ટિફંક્શનલ અકાર્બનિક ફિલર છે, જેમાં મોટા થર્મલ વાહકતા, ડાઇલેક્ટ્રિક સતત અને સારા વસ્ત્રો પ્રતિકાર છે. તેનો ઉપયોગ રબર સંયુક્ત સામગ્રીમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

બેઇજિંગ યુનિવર્સિટી ઓફ કેમિકલ ટેકનોલોજીના સંશોધનકારોએ નેનો-એલ્યુમિના/કાર્બન નેનોટ્યુબ/નેચરલ રબર કમ્પોઝિટ્સની થર્મલ વાહકતાનું પરીક્ષણ કર્યું. પરિણામો દર્શાવે છે કે નેનો-એલ્યુમિના અને કાર્બન નેનોટ્યુબ્સનો સંયુક્ત ઉપયોગ સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતામાં સુધારો કરવા પર સિનર્જીસ્ટિક અસર કરે છે; જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબ્સની માત્રા સતત હોય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા નેનો-એલ્યુમિનાની માત્રામાં વધારો સાથે રેખીય રીતે વધે છે; જ્યારે 100 જ્યારે નેનો-એલ્યુમિનાને થર્મલી વાહક ફિલર તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 120%વધે છે. જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબ્સના 5 ભાગો થર્મલી વાહક ફિલર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 23%વધે છે. જ્યારે એલ્યુમિનાના 100 ભાગો અને 5 ભાગોનો ઉપયોગ થાય છે જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ થર્મલી વાહક ફિલર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા 155%વધે છે. પ્રયોગ નીચેના બે તારણોને પણ ખેંચે છે: પ્રથમ, જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબ્સની માત્રા સતત હોય છે, જેમ કે નેનો-એલ્યુમિનાની માત્રા વધે છે, ત્યારે રબરમાં વાહક ફિલર કણો દ્વારા રચાયેલ ફિલર નેટવર્ક સ્ટ્રક્ચર ધીમે ધીમે વધે છે, અને સંયુક્ત સામગ્રીનું નુકસાન પરિબળ ધીરે ધીરે વધે છે. જ્યારે નેનો-એલ્યુમિનાના 100 ભાગો અને કાર્બન નેનોટ્યુબ્સના 3 ભાગોનો ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની ગતિશીલ કમ્પ્રેશન ગરમી ઉત્પન્ન ફક્ત 12 ℃ હોય છે, અને ગતિશીલ યાંત્રિક ગુણધર્મો ઉત્તમ છે; બીજું, જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબ્સની માત્રા નિશ્ચિત હોય છે, જેમ કે નેનો-એલ્યુમિનાની માત્રામાં વધારો થાય છે, ત્યારે સંયુક્ત સામગ્રીની કઠિનતા અને આંસુની તાકાત વધે છે, જ્યારે તણાવની શક્તિ અને વિરામમાં વિસ્તરણમાં ઘટાડો થાય છે.

4. કાર્બન નેનોટ્યુબ

કાર્બન નેનોટ્યુબ્સમાં ઉત્તમ શારીરિક ગુણધર્મો, થર્મલ વાહકતા અને વિદ્યુત વાહકતા હોય છે, અને તે આદર્શ રિઇનફોર્સિંગ ફિલર્સ છે. તેમની મજબૂતીકરણ રબર સંયુક્ત સામગ્રીને વ્યાપક ધ્યાન મળ્યું છે. કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ ગ્રેફાઇટ શીટ્સના કર્લિંગ સ્તરો દ્વારા રચાય છે. તે દસ નેનોમીટર્સ (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm) ના વ્યાસવાળા નળાકાર બંધારણવાળી નવી પ્રકારની ગ્રેફાઇટ સામગ્રી છે. કાર્બન નેનોટ્યુબ્સની થર્મલ વાહકતા 3000 ડબલ્યુ · (એમ · કે) -1 છે, જે તાંબાની થર્મલ વાહકતા 5 ગણી છે. કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ થર્મલ વાહકતા, વિદ્યુત વાહકતા અને રબરની શારીરિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે, અને તેમની મજબૂતીકરણ અને થર્મલ વાહકતા કાર્બન બ્લેક, કાર્બન ફાઇબર અને ગ્લાસ ફાઇબર જેવા પરંપરાગત ફિલર્સ કરતા વધુ સારી છે. કિંગદાઓ યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજીના સંશોધનકારોએ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ/ઇપીડીએમ સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા પર સંશોધન કર્યું. પરિણામો દર્શાવે છે કે: કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ થર્મલ વાહકતા અને સંયુક્ત સામગ્રીની શારીરિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે; જેમ જેમ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સની માત્રામાં વધારો થાય છે, સંયુક્ત સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા વધે છે, અને તનાવની તાકાત અને વિરામ પ્રથમ વધારો થાય છે અને પછી ઘટાડો થાય છે, તાણ તણાવ અને ફાડવાની શક્તિમાં વધારો થાય છે; જ્યારે કાર્બન નેનોટ્યુબ્સની માત્રા ઓછી હોય છે, ત્યારે મોટા-વ્યાસના કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ નાના-વ્યાસના કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ કરતા હીટ-કન્ડક્ટિંગ ચેન બનાવવાનું સરળ હોય છે, અને તે રબર મેટ્રિક્સ સાથે વધુ સારી રીતે જોડાયેલા છે.