მაღალი თერმული კონდუქტომეტრული პლასტმასი აჩვენებს არაჩვეულებრივ ნიჭს ტრანსფორმატორის ინდუქტორებში, ელექტრონული კომპონენტების სითბოს გაფრქვევაში, სპეციალურ კაბელებში, ელექტრონულ შეფუთვაში, თერმული ჭურჭელში და სხვა სფეროებში მათი კარგი დამუშავების, დაბალი ფასისა და შესანიშნავი თბოგამტარობის გამო.მაღალი თბოგამტარობის პლასტმასს გრაფენის შემავსებლით შეუძლია დააკმაყოფილოს მაღალი სიმკვრივისა და მაღალი ინტეგრაციის ასამბლეის განვითარების მოთხოვნები თერმული მენეჯმენტისა და ელექტრონიკის ინდუსტრიაში.

ჩვეულებრივი თერმოგამტარი პლასტმასები ძირითადად ივსება მაღალი სითბოგამტარი ლითონის ან არაორგანული შემავსებლის ნაწილაკებით პოლიმერული მატრიცის მასალების თანაბრად შესავსებად.როდესაც შემავსებლის რაოდენობა აღწევს გარკვეულ დონეს, შემავსებელი აყალიბებს სისტემაში ჯაჭვის მსგავს და ქსელურ მორფოლოგიას, ანუ თერმულად გამტარ ქსელურ ჯაჭვს.როდესაც ამ თბოგამტარი ბადის ჯაჭვების ორიენტაციის მიმართულება სითბოს ნაკადის მიმართულების პარალელურია, სისტემის თბოგამტარობა მნიშვნელოვნად უმჯობესდება.

მაღალი თბოგამტარი პლასტმასითნახშირბადის ნანომასალა გრაფენიროგორც შემავსებელს შეუძლია დააკმაყოფილოს მაღალი სიმკვრივისა და მაღალი ინტეგრაციის ასამბლეის განვითარების მოთხოვნები თერმული მენეჯმენტისა და ელექტრონიკის ინდუსტრიაში.მაგალითად, სუფთა პოლიამიდის 6 (PA6) თბოგამტარობა არის 0,338 W / (m · K), როდესაც შევსებულია 50% ალუმინით, კომპოზიტის თერმული კონდუქტომეტრი 1,57-ჯერ აღემატება სუფთა PA6-ს;შეცვლილი თუთიის ოქსიდის 25% დამატებისას, კომპოზიტის თერმული კონდუქტომეტრი სამჯერ აღემატება სუფთა PA6-ს.როდესაც 20%-იანი გრაფენის ნანოფურცელი დაემატება, კომპოზიტის თბოგამტარობა აღწევს 4,11 W/(m•K), რაც 15-ჯერ იზრდება სუფთა PA6-ზე, რაც ადასტურებს გრაფენის უზარმაზარ პოტენციალს თერმული მართვის სფეროში.

1. გრაფენის/პოლიმერული კომპოზიტების მომზადება და თბოგამტარობა

გრაფენის/პოლიმერული კომპოზიტების თბოგამტარობა განუყოფელია მომზადების პროცესში დამუშავების პირობებისგან.მომზადების სხვადასხვა მეთოდი განასხვავებს შემავსებლის დისპერსიას, ინტერფეისურ მოქმედებას და სივრცულ სტრუქტურას მატრიცაში და ეს ფაქტორები განსაზღვრავს კომპოზიტის სიმტკიცეს, სიმტკიცეს, სიმტკიცეს და დრეკადობას.რაც შეეხება მიმდინარე კვლევას, გრაფენის/პოლიმერის კომპოზიტებისთვის, გრაფენის დისპერსიის ხარისხი და გრაფენის ფურცლების აქერცვლა შეიძლება კონტროლდებოდეს ათვლის, ტემპერატურის და პოლარული გამხსნელების კონტროლით.

2. მაღალი თბოგამტარობის პლასტმასის შევსებული გრაფენის მუშაობაზე მოქმედი ფაქტორები

2.1 გრაფენის დამატებითი რაოდენობა

გრაფენით სავსე მაღალი თბოგამტარობის პლასტმასში, გრაფენის რაოდენობის მატებასთან ერთად, სისტემაში თანდათან ყალიბდება თბოგამტარი ქსელის ჯაჭვი, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს კომპოზიტური მასალის თბოგამტარობას.

ეპოქსიდური ფისის (EP) დაფუძნებული გრაფენის კომპოზიტების თბოგამტარობის შესწავლით, აღმოჩნდა, რომ გრაფენის შევსების თანაფარდობა (დაახლოებით 4 ფენა) შეუძლია გაზარდოს EP-ის თბოგამტარობა დაახლოებით 30-ჯერ 6,44-მდე.W/(m•K), ხოლო ტრადიციული თბოგამტარი შემავსებლები საჭიროებენ შემავსებლის 70% (მოცულობითი ფრაქცია) ამ ეფექტის მისაღწევად.

2.2 გრაფენის ფენების რაოდენობა
მრავალშრიანი გრაფენისთვის, გრაფენის 1-10 ფენაზე ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ როდესაც გრაფენის ფენების რაოდენობა გაიზარდა 2-დან 4-მდე, თერმული კონდუქტომეტრი 2 800 W/(m•K)-დან 1300 W/(m•K) შემცირდა. ).აქედან გამომდინარეობს, რომ გრაფენის თბოგამტარობა კლებულობს ფენების რაოდენობის მატებასთან ერთად.

ეს იმიტომ ხდება, რომ მრავალშრიანი გრაფენი დროთა განმავლობაში აგლომერაციას განიცდის, რაც გამოიწვევს თერმული კონდუქტომეტრის შემცირებას.ამავდროულად, გრაფენის დეფექტები და კიდის დარღვევა შეამცირებს გრაფენის თბოგამტარობას.

2.3 სუბსტრატის სახეები
მაღალი თბოგამტარობის პლასტმასის ძირითადი კომპონენტებია მატრიცული მასალები და შემავსებლები.გრაფენი საუკეთესო არჩევანია შემავსებლებისთვის მისი შესანიშნავი თბოგამტარობის გამო. მატრიცის სხვადასხვა კომპოზიციები გავლენას ახდენს თბოგამტარობაზე.პოლიამიდს (PA) აქვს კარგი მექანიკური თვისებები, სითბოს წინააღმდეგობა, აცვიათ წინააღმდეგობა, დაბალი ხახუნის კოეფიციენტი, გარკვეული ცეცხლგამძლეობა, მარტივი დამუშავება, შესაფერისი შევსების მოდიფიკაციისთვის, მისი შესრულების გასაუმჯობესებლად და განაცხადის ველის გაფართოებისთვის.

კვლევამ აჩვენა, რომ როდესაც გრაფენის მოცულობითი წილი არის 5%, კომპოზიტის თბოგამტარობა 4-ჯერ მეტია, ვიდრე ჩვეულებრივი პოლიმერისა, ხოლო როცა გრაფენის მოცულობითი წილი 40%-მდე იზრდება, კომპოზიტის თბოგამტარობა. გაიზარდა 20-ჯერ..

2.4 გრაფენის განლაგება და განაწილება მატრიცაში
აღმოჩნდა, რომ გრაფენის მიმართულების ვერტიკალურ დაწყობას შეუძლია გააუმჯობესოს მისი თბოგამტარობა.
გარდა ამისა, შემავსებლის განაწილება მატრიცაში ასევე გავლენას ახდენს კომპოზიტის თბოგამტარობაზე.როდესაც შემავსებელი თანაბრად იშლება მატრიცაში და ქმნის თერმულად გამტარ ქსელურ ჯაჭვს, კომპოზიტის თერმული კონდუქტომეტრი მნიშვნელოვნად უმჯობესდება.

2.5 ინტერფეისის წინააღმდეგობა და ინტერფეისის შეერთების სიძლიერე
ზოგადად, არაორგანული შემავსებლის ნაწილაკებსა და ორგანულ ფისოვანი მატრიცას შორის ინტერფეისული თავსებადობა ცუდია, შემავსებლის ნაწილაკები კი ადვილად გროვდება მატრიცაში, რაც ართულებს ერთიანი დისპერსიის ფორმირებას.გარდა ამისა, არაორგანული შემავსებლის ნაწილაკებსა და მატრიცას შორის ზედაპირული დაძაბულობის განსხვავება ართულებს შემავსებლის ნაწილაკების ზედაპირის დატენვას ფისოვანი მატრიცით, რაც იწვევს ამ ორს შორის ინტერფეისის სიცარიელეს, რითაც იზრდება ინტერფეისის თერმული წინააღმდეგობა. პოლიმერული კომპოზიტისგან.

3. დასკვნა
მაღალი თბოგამტარობის პლასტმასს, რომელიც სავსეა გრაფენით, აქვს მაღალი თბოგამტარობა და კარგი თერმული სტაბილურობა და მათი განვითარების პერსპექტივები ძალიან ფართოა.თერმული გამტარობის გარდა, გრაფენს აქვს სხვა შესანიშნავი თვისებები, როგორიცაა მაღალი სიძლიერე, მაღალი ელექტრული და ოპტიკური თვისებები და ფართოდ გამოიყენება მობილურ მოწყობილობებში, კოსმოსურ სივრცეში და ახალი ენერგიის ბატარეებში.

Hongwu Nano იკვლევს და ავითარებს ნანომასალებს 2002 წლიდან და მომწიფებული გამოცდილებისა და მოწინავე ტექნოლოგიების საფუძველზე, ბაზარზე ორიენტირებული, Hongwu Nano გთავაზობთ მრავალფეროვან პროფესიონალურ მორგებულ სერვისებს, რათა მომხმარებლებს მიაწოდოს სხვადასხვა პროფესიული გადაწყვეტილებები უფრო ეფექტური პრაქტიკული აპლიკაციებისთვის.