בשנים האחרונות המוליכות התרמית של מוצרי גומי זכה לתשומת לב נרחבת. מוצרי גומי מוליכים תרמיים נמצאים בשימוש נרחב בתחומי המכשירים האוויריים, התעופה, האלקטרוניקה והמכשירים החשמליים כדי למלא תפקיד בהולכת חום, בידוד וספיגת הלם. שיפור המוליכות התרמית חשוב ביותר עבור מוצרי גומי מוליכים תרמית. החומר המורכב של הגומי שהוכן על ידי המילוי המוליך תרמית יכול להעביר ביעילות חום, שהוא בעל משמעות רבה לצפיפות ולמיזוג המוצרים האלקטרוניים, כמו גם לשיפור אמינותם והרחבת חיי השירות שלהם.
נכון לעכשיו, חומרי הגומי המשמשים בצמיגים צריכים להיות בעלי מאפיינים של ייצור חום נמוך ומוליכות תרמית גבוהה. מצד אחד, בתהליך הוולקניזציה של הצמיגים, משופרים את ביצועי העברת החום של הגומי, קצב הוולקניזציה מוגבר וצריכת האנרגיה מופחתת; החום שנוצר במהלך נהיגה מפחית את הטמפרטורה של הפגר ומפחית את השפלת ביצועי הצמיגים הנגרמת כתוצאה מטמפרטורה מוגזמת. המוליכות התרמית של גומי מוליך תרמית נקבעת בעיקר על ידי מטריצת הגומי ומילוי מוליך תרמית. המוליכות התרמית של החלקיקים או המילוי המוליך התרמי הסיבי טובה בהרבה מזו של מטריצת הגומי.
המילויים המוליכים התרמיים הנפוצים ביותר הם החומרים הבאים:
1. שלב בטא מעוקב ננו סיליקון קרביד (SIC)
אבקת סיליקון קרביד בקנה מידה ננו יוצרת שרשראות הולכה של חום, וקל יותר לענף עם פולימרים, ויוצרים שלד הולכת החום של Si-O-Si שרשרת חום כנתיב הולכת החום העיקרי, המשפר מאוד את המוליכות התרמית של החומר המורכב מבלי להפחית את החומר המורכב את התכונות המכניות.
המוליכות התרמית של החומר המורכב האפוקסי של סיליקון קרביד עולה עם העלייה בכמות הסיליקון קרביד, וננו-סיליקון קרביד יכולה להעניק לחומר המורכב מוליכות תרמית טובה כאשר הכמות נמוכה. חוזק הגמישות וחוזק ההשפעה של חומרים מורכבים של סיליקון קרביד אפוקסי גדלים תחילה ואז יורדים עם העלייה בכמות קרביד הסיליקון. שינוי פני השטח של סיליקון קרביד יכול לשפר ביעילות את המוליכות התרמית ואת התכונות המכניות של החומר המורכב.
לסיליקון קרביד תכונות כימיות יציבות, המוליכות התרמית שלה טובה יותר ממילוי מוליכים למחצה אחרים, והמוליכות התרמית שלה גדולה עוד יותר מזו של מתכת בטמפרטורת החדר. חוקרים מאוניברסיטת בייג'ינג לטכנולוגיה כימית ערכו מחקר על המוליכות התרמית של אלומינה וסיליקון קרביד חיזוק גומי סיליקון. התוצאות מראות כי המוליכות התרמית של גומי סיליקון עולה ככל שכמות הסיליקון קרביד עולה; כאשר כמות הסיליקון קרביד זהה, המוליכות התרמית של גומי הסיליקון המחוזק של סיליקון סיליקון גומי סיליקון מגוון סיליקון גדול יותר מזה של גומי הסיליקון הגדול של סיליקון גומי סיליקון בגודל החלקיקים; המוליכות התרמית של גומי סיליקון מחוזקת בסיליקון קרביד טובה יותר מזו של גומי סיליקון מחוזק אלומינה. כאשר יחס המסה של אלומינה/סיליקון קרביד הוא 8/2 והכמות הכוללת היא 600 חלקים, המוליכות התרמית של גומי סיליקון היא הטובה ביותר.
אלומיניום ניטריד הוא קריסטל אטומי ושייך ליהלום ניטריד. זה יכול להתקיים ביציבות בטמפרטורה גבוהה של 2200 ℃. יש לו מוליכות תרמית טובה ומקדם התפשטות תרמית נמוכה, מה שהופך אותו לחומר הלם תרמי טוב. המוליכות התרמית של אלומיניום ניטריד היא 320 W · (M · K) -1, הקרובה למוליכות התרמית של תחמוצת בורון וסיליקון קרביד, והיא גדולה פי 5 מזה של אלומינה. חוקרים מאוניברסיטת צ'ינגדאו למדע וטכנולוגיה חקרו את המוליכות התרמית של מרוכבי גומי של אלומיניום ניטריד מחוזקים. התוצאות מראות כי: ככל שכמות האלומיניום ניטריד עולה, המוליכות התרמית של החומר המורכב עולה; המוליכות התרמית של החומר המורכב ללא אלומיניום ניטריד היא 0.26 W · (M · K) -1, כאשר כמות האלומיניום ניטריד עולה ל 80 חלקים, המוליכות התרמית של החומר המורכב מגיעה ל 0.442 W · (M · K) -1, עלייה של 70%.
אלומינה היא סוג של מילוי אורגני רב -פונקציונאלי, בעל מוליכות תרמית גדולה, עמידות דיאלקטרית ועמידות בפני שחיקה טובה. הוא נמצא בשימוש נרחב בחומרים מורכבים של גומי.
חוקרים מאוניברסיטת בייג'ינג לטכנולוגיה כימית בדקו את המוליכות התרמית של ננו-אלומינה/ננו-צינור/פחמן/מרוכבים גומי טבעיים. התוצאות מראות כי לשימוש משולב בננו-אלומינה ובננו-צינורות פחמן יש השפעה סינרגיסטית על שיפור המוליכות התרמית של החומר המורכב; כאשר כמות צינורות הפחמן קבועה, המוליכות התרמית של החומר המורכב עולה באופן לינארי עם העלייה בכמות הננו-אלומינה; כאשר 100 בעת שימוש בננו-אלומינה כמילוי מוליך תרמית, המוליכות התרמית של החומר המורכב עולה ב -120%. כאשר 5 חלקים של צינורות פחמן משמשים כמילוי מוליך תרמית, המוליכות התרמית של החומר המורכב עולה ב- 23%. כאשר משתמשים במאה חלקים של אלומינה ו -5 חלקים כאשר צינורות פחמן משמשים כמילוי מוליך תרמית, המוליכות התרמית של החומר המורכב עולה ב- 155%. הניסוי מושך גם את שתי המסקנות הבאות: ראשית, כאשר כמות צינורות הפחמן היא קבועה, ככל שכמות הננו-אלומינה גדלה, מבנה רשת המילוי הנוצר על ידי חלקיקי מילוי מוליכים בגומי גדל בהדרגה, וגורם האובדן של החומר המורכב עולה בהדרגה. כאשר משתמשים במאה חלקים של ננו-אלומינה ושלושה חלקים של צינורות פחמן יחד, ייצור החום הדינאמי של הדחיסה של החומר המורכב הוא רק 12 ℃, והתכונות המכניות הדינאמיות מצוינות; שנית, כאשר כמות צינורות הפחמן קבועה, ככל שכמות הננו-אלומינה גדלה, הקשיות וכוח הדמעות של חומרים מורכבים גדלים, ואילו חוזק המתיחה וההארכה בהפסקה יורדים.
4. צינור פחמן
לננו -צינורות פחמן יש תכונות פיזיות מצוינות, מוליכות תרמית ומוליכות חשמלית, והם חומרי מילוי מחזקים אידיאליים. החומרים המורכבים לגומי המחזקים שלהם קיבלו תשומת לב נרחבת. צינורות פחמן נוצרים על ידי שכבות סלסול של גיליונות גרפיט. הם סוג חדש של חומר גרפיט עם מבנה גלילי בקוטר של עשרות ננומטרים (10-30 ננומטר, 30-60 ננומטר, 60-100 ננומטר). המוליכות התרמית של צינורות פחמן היא 3000 W · (M · K) -1, שהיא פי 5 מהמוליכות התרמית של הנחושת. צינורות פחמן יכולים לשפר משמעותית את המוליכות התרמית, המוליכות החשמלית והתכונות הפיזיות של גומי, וחיזוקן ומוליכותם התרמית טובים יותר ממילוי מסורתי כמו שחור פחמן, סיבי פחמן וסיבי זכוכית. חוקרים מאוניברסיטת צ'ינגדאו למדע וטכנולוגיה ערכו מחקר על המוליכות התרמית של צינורות פחמן/חומרים מורכבים של EPDM. התוצאות מראות כי: צינורות פחמן יכולים לשפר את המוליכות התרמית ואת התכונות הפיזיות של חומרים מורכבים; ככל שכמות צינורות הפחמן גדלה, המוליכות התרמית של חומרים מורכבים עולה, ועוצמת המתיחה וההארכה בהפסקת העלייה הראשונה ואז יורדת, גדלים הלחץ המתיחה וכוח הקריעה; כאשר כמות צינורות הפחמן היא קטנה, קל יותר ליצור צינורות פחמן בקוטר גדול ליצירת שרשראות מוליכות חום מאשר צינורות פחמן בקוטר קטן, והם משולבים טוב יותר עם מטריצת הגומי.
זמן ההודעה: אוגוסט 30-2021
