Жылу өткізгіштігі жоғары пластмассалар трансформатор индукторларында, электронды құрамдас бөліктердің жылуын бөлуде, арнайы кабельдерде, электронды қаптамада, термиялық құюда және басқа салаларда жақсы өңдеу өнімділігі, төмен баға және тамаша жылу өткізгіштігі үшін ерекше таланттарды көрсетеді.Толтырғыш ретінде графен қосылған жоғары жылу өткізгіштігі бар пластмассалар жылу менеджменті мен электроника өнеркәсібіндегі жоғары тығыздық пен жоғары интеграциялық жинақтарды әзірлеу талаптарына жауап бере алады.

Кәдімгі жылу өткізгіш пластмассалар полимер матрицалық материалдарды біркелкі толтыру үшін негізінен жоғары жылу өткізгіш металл немесе бейорганикалық толтырғыш бөлшектермен толтырылады.Толтырғыштың мөлшері белгілі бір деңгейге жеткенде, толтырғыш жүйеде тізбек тәрізді және желі тәрізді морфологияны, яғни жылу өткізгіш желілік тізбекті құрайды.Осы жылу өткізгіш торлы тізбектердің бағдарлау бағыты жылу ағынының бағытына параллель болғанда, жүйенің жылу өткізгіштігі айтарлықтай жақсарады.

Жоғары жылу өткізгіш пластмассаларменкөміртекті наноматериалды графентолтырғыш ретінде жылу менеджменті мен электроника өнеркәсібінде жоғары тығыздық пен жоғары интеграциялық құрастыруды дамыту талаптарына жауап бере алады.Мысалы, таза полиамид 6 (PA6) жылу өткізгіштігі 0,338 Вт / (м · К), 50% алюминий тотығымен толтырылған кезде композиттің жылу өткізгіштігі таза PA6-дан 1,57 есе артық;25% модификацияланған мырыш оксидін қосқанда композиттің жылу өткізгіштігі таза PA6-дан үш есе жоғары.20% графен нанопарағын қосқанда, композиттің жылу өткізгіштігі 4,11 Вт/(м•К) жетеді, бұл таза PA6-ға қарағанда 15 еседен астам артады, бұл жылуды басқару саласындағы графеннің орасан зор әлеуетін көрсетеді.

1. Графен/полимерлі композиттердің дайындалуы және жылу өткізгіштігі

Графен/полимер композиттерінің жылу өткізгіштігі дайындау процесіндегі өңдеу шарттарынан бөлінбейді.Әртүрлі дайындау әдістері матрицадағы толтырғыштың дисперстілігін, фазааралық әрекетін және кеңістіктік құрылымын өзгертеді және бұл факторлар композиттің қаттылығын, беріктігін, қаттылығын және иілгіштігін анықтайды.Ағымдағы зерттеулерге келетін болсақ, графен/полимер композиттері үшін графеннің дисперсия дәрежесін және графен парақтарының пилинг дәрежесін ығысуды, температураны және полярлық еріткіштерді бақылау арқылы басқаруға болады.

2. Графен толтырылған жоғары жылу өткізгіш пластмассалардың өнімділігіне әсер ететін факторлар

2.1 Графеннің қосылу мөлшері

Графен толтырылған жоғары жылу өткізгіш пластикте графен мөлшері артқан сайын жүйеде жылу өткізгіш желі тізбегі біртіндеп қалыптасады, бұл композиттік материалдың жылу өткізгіштігін айтарлықтай жақсартады.

Эпоксидті шайыр (ЕП) негізіндегі графен композиттерінің жылу өткізгіштігін зерттей отырып, графеннің толтыру коэффициенті (шамамен 4 қабат) ЭП жылу өткізгіштігін шамамен 30 есе арттырып, 6,44-ке дейін жететіні анықталды.Вт/(м•К), ал дәстүрлі жылу өткізгіш толтырғыштар бұл әсерге жету үшін толтырғыштың 70% (көлемдік үлесі) қажет.

2.2 Графен қабаттарының саны
Көп қабатты графен үшін графеннің 1-10 қабатын зерттеу графен қабаттарының саны 2-ден 4-ке дейін ұлғайған кезде жылу өткізгіштік 2 800 Вт/(м•К)-ден 1300 Вт/(м•К) дейін төмендейтінін анықтады. ).Бұдан шығатыны, графеннің жылу өткізгіштігі қабаттар санының артуымен төмендейді.

Себебі көп қабатты графен уақыт өте келе агломерацияланады, бұл жылу өткізгіштіктің төмендеуіне әкеледі.Сонымен қатар, графендегі ақаулар мен жиектің бұзылуы графеннің жылу өткізгіштігін төмендетеді.

2.3 Субстраттың түрлері
Жоғары жылу өткізгіш пластиктердің негізгі компоненттеріне матрицалық материалдар мен толтырғыштар жатады.Графен толтырғыштар үшін ең жақсы таңдау болып табылады, өйткені оның тамаша жылу өткізгіштігі. Әртүрлі матрицалық композициялар жылу өткізгіштікке әсер етеді.Полиамид (ПА) жақсы механикалық қасиеттерге, ыстыққа төзімділікке, тозуға төзімділікке, төмен үйкеліс коэффициентіне, белгілі бір жалынға төзімділікке, өңдеуге оңай, толтыру модификациясына, оның өнімділігін жақсартуға және қолдану өрісін кеңейтуге жарамды.

Зерттеу нәтижесінде графеннің көлемдік үлесі 5% болғанда, композиттің жылу өткізгіштігі қарапайым полимерден 4 есе жоғары, ал графеннің көлемдік үлесі 40% -ға дейін жоғарылағанда композиттің жылу өткізгіштігі анықталды. 20 есе өсті..

2.4 Матрицадағы графеннің орналасуы және таралуы
Графеннің бағытталған тік қабаттасуы оның жылу өткізгіштігін жақсарта алатыны анықталды.
Сонымен қатар, толтырғыштың матрицадағы таралуы композиттің жылу өткізгіштігіне де әсер етеді.Толтырғыш матрицада біркелкі дисперсті болып, жылу өткізгіш желі тізбегін құраса, композиттің жылу өткізгіштігі айтарлықтай жақсарады.

2.5 Интерфейс кедергісі және интерфейсті біріктіру беріктігі
Жалпы алғанда, бейорганикалық толтырғыш бөлшектері мен органикалық шайыр матрицасы арасындағы фазааралық үйлесімділік нашар, ал толтырғыш бөлшектер матрицада оңай агломерацияланады, бұл біркелкі дисперсияны қалыптастыруды қиындатады.Сонымен қатар, бейорганикалық толтырғыш бөлшектері мен матрица арасындағы беттік керілу айырмашылығы толтырғыш бөлшектердің бетінің шайыр матрицасымен сулануын қиындатады, нәтижесінде екеуінің арасындағы интерфейсте бос орындар пайда болады, осылайша фазааралық жылу кедергісін арттырады. полимерлі композиция.

3. Қорытынды
Графен толтырылған жоғары жылу өткізгіштігі жоғары пластмассалар жоғары жылу өткізгіштікке және жақсы жылу тұрақтылығына ие және олардың даму перспективалары өте кең.Жылу өткізгіштіктен басқа, графен жоғары беріктік, жоғары электрлік және оптикалық қасиеттер сияқты басқа тамаша қасиеттерге ие және мобильді құрылғыларда, аэроғарыштық және жаңа энергетикалық батареяларда кеңінен қолданылады.

Hongwu Nano 2002 жылдан бері наноматериалдарды зерттеп, дамытады және жетілген тәжірибе мен озық технологияға негізделген нарыққа бағытталған, Hongwu Nano пайдаланушыларға тиімдірек практикалық қолданбалар үшін әртүрлі кәсіби шешімдерді ұсыну үшін әртараптандырылған кәсіби теңшелген қызметтерді ұсынады.