अलिकडच्या वर्षांत, रबर उत्पादनांच्या थर्मल चालकतेकडे व्यापक लक्ष दिले गेले आहे.उष्णता वाहक, पृथक्करण आणि शॉक शोषण्यात भूमिका बजावण्यासाठी एरोस्पेस, एव्हिएशन, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इलेक्ट्रिकल उपकरणांच्या क्षेत्रात थर्मलली कंडक्टिव रबर उत्पादने मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात.थर्मल कंडक्टिव रबर उत्पादनांसाठी थर्मल चालकता सुधारणे अत्यंत महत्वाचे आहे.थर्मली कंडक्टिव फिलरद्वारे तयार केलेली रबर कंपोझिट सामग्री प्रभावीपणे उष्णता हस्तांतरित करू शकते, जे इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांचे घनता आणि सूक्ष्मीकरण तसेच त्यांची विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी आणि त्यांच्या सेवा आयुष्याच्या विस्तारासाठी महत्त्वपूर्ण आहे.

सध्या, टायर्समध्ये वापरल्या जाणार्‍या रबर सामग्रीमध्ये कमी उष्णता निर्मिती आणि उच्च थर्मल चालकता ही वैशिष्ट्ये असणे आवश्यक आहे.एकीकडे, टायर व्हल्कनाइझेशन प्रक्रियेत, रबरचे उष्णता हस्तांतरण कार्यप्रदर्शन सुधारले आहे, व्हल्कनीकरण दर वाढला आहे आणि उर्जेचा वापर कमी केला आहे;ड्रायव्हिंग दरम्यान निर्माण होणारी उष्णता शवाचे तापमान कमी करते आणि जास्त तापमानामुळे टायरची कार्यक्षमता कमी करते.थर्मली कंडक्टिव रबरची थर्मल चालकता प्रामुख्याने रबर मॅट्रिक्स आणि थर्मली कंडक्टिव फिलरद्वारे निर्धारित केली जाते.कण किंवा तंतुमय थर्मल प्रवाहकीय फिलरची थर्मल चालकता रबर मॅट्रिक्सच्या तुलनेत खूप चांगली असते.

सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणार्‍या थर्मली कंडक्टिव फिलर खालील साहित्य आहेत:

1. क्यूबिक बीटा फेज नॅनो सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)

नॅनो-स्केल सिलिकॉन कार्बाइड पावडर संपर्क उष्णता वाहक साखळी बनवते आणि पॉलिमरसह शाखा करणे सोपे आहे, मुख्य उष्णता वाहक मार्ग म्हणून Si-O-Si चेन उष्णता वाहक कंकाल तयार करते, ज्यामुळे संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता कमी न करता मोठ्या प्रमाणात सुधारते. संमिश्र साहित्य यांत्रिक गुणधर्म.

सिलिकॉन कार्बाइड इपॉक्सी संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता सिलिकॉन कार्बाइडच्या वाढीसह वाढते आणि नॅनो-सिलिकॉन कार्बाइड हे प्रमाण कमी असताना संमिश्र सामग्रीला चांगली थर्मल चालकता देऊ शकते.सिलिकॉन कार्बाइड इपॉक्सी मिश्रित पदार्थांची लवचिक शक्ती आणि प्रभाव शक्ती प्रथम वाढते आणि नंतर सिलिकॉन कार्बाइडचे प्रमाण वाढल्याने कमी होते.सिलिकॉन कार्बाइडच्या पृष्ठभागावरील बदलामुळे संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता आणि यांत्रिक गुणधर्म प्रभावीपणे सुधारू शकतात.

सिलिकॉन कार्बाइडमध्ये स्थिर रासायनिक गुणधर्म आहेत, तिची थर्मल चालकता इतर सेमीकंडक्टर फिलर्सपेक्षा चांगली आहे आणि खोलीच्या तपमानावर तिची थर्मल चालकता धातूपेक्षाही जास्त आहे.बीजिंग युनिव्हर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी अॅल्युमिना आणि सिलिकॉन कार्बाइड प्रबलित सिलिकॉन रबरच्या थर्मल चालकतेवर संशोधन केले.परिणाम दर्शवितात की सिलिकॉन कार्बाइडचे प्रमाण वाढते म्हणून सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता वाढते;जेव्हा सिलिकॉन कार्बाइडचे प्रमाण समान असते, तेव्हा लहान कण आकाराच्या सिलिकॉन कार्बाइड प्रबलित सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता मोठ्या कण आकाराच्या सिलिकॉन कार्बाइड प्रबलित सिलिकॉन रबरपेक्षा जास्त असते;सिलिकॉन कार्बाइडने प्रबलित सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता अॅल्युमिना प्रबलित सिलिकॉन रबरपेक्षा चांगली असते.जेव्हा अॅल्युमिना/सिलिकॉन कार्बाइडचे वस्तुमान गुणोत्तर 8/2 असते आणि एकूण रक्कम 600 भाग असते तेव्हा सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता सर्वोत्तम असते.

2. अॅल्युमिनियम नायट्राइड (ALN)

अॅल्युमिनियम नायट्राइड एक अणु क्रिस्टल आहे आणि डायमंड नायट्राइडशी संबंधित आहे.हे 2200 ℃ उच्च तापमानात स्थिरपणे अस्तित्वात असू शकते.यात चांगली थर्मल चालकता आणि कमी थर्मल विस्तार गुणांक आहे, ज्यामुळे ते एक चांगले थर्मल शॉक सामग्री बनते.अॅल्युमिनियम नायट्राइडची थर्मल चालकता 320 W·(m·K)-1 आहे, जी बोरॉन ऑक्साईड आणि सिलिकॉन कार्बाइडच्या थर्मल चालकतेच्या जवळ आहे आणि अॅल्युमिनाच्या तुलनेत 5 पट जास्त आहे.किंगदाओ विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठातील संशोधकांनी अॅल्युमिनियम नायट्राइड प्रबलित EPDM रबर कंपोझिटच्या थर्मल चालकतेचा अभ्यास केला आहे.परिणाम दर्शवितात की: अॅल्युमिनियम नायट्राइडचे प्रमाण वाढते म्हणून, मिश्रित सामग्रीची थर्मल चालकता वाढते;अॅल्युमिनियम नायट्राइडशिवाय संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 0.26 W·(m·K)-1 असते, जेव्हा अॅल्युमिनियम नायट्राइडचे प्रमाण 80 भागांपर्यंत वाढते तेव्हा संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 0.442 W·(m·K) पर्यंत पोहोचते. -1, 70% ची वाढ.

3. नॅनो अॅल्युमिना (Al2O3)

अॅल्युमिना हा एक प्रकारचा मल्टीफंक्शनल अकार्बनिक फिलर आहे, ज्यामध्ये मोठी थर्मल चालकता, डायलेक्ट्रिक स्थिरता आणि चांगला पोशाख प्रतिरोध असतो.हे रबर संमिश्र सामग्रीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

बीजिंग युनिव्हर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी नॅनो-अल्युमिना/कार्बन नॅनोट्यूब/नैसर्गिक रबर कंपोझिटच्या थर्मल चालकतेची चाचणी केली.परिणाम दर्शविते की नॅनो-अॅल्युमिना आणि कार्बन नॅनोट्यूबच्या एकत्रित वापरामुळे संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता सुधारण्यासाठी एक समन्वयात्मक प्रभाव आहे;जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबचे प्रमाण स्थिर असते, तेव्हा संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता नॅनो-अॅल्युमिनाच्या प्रमाणात वाढीसह रेषीयपणे वाढते;जेव्हा 100 नॅनो-अ‍ॅल्युमिना थर्मली कंडक्टिव फिलर म्हणून वापरताना, संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 120% वाढते.जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबचे 5 भाग थर्मली प्रवाहकीय फिलर म्हणून वापरले जातात, तेव्हा संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 23% वाढते.जेव्हा अॅल्युमिनाचे 100 भाग आणि 5 भाग वापरले जातात तेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबचा वापर थर्मलली प्रवाहकीय फिलर म्हणून केला जातो, तेव्हा संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 155% वाढते.प्रयोगाने खालील दोन निष्कर्ष देखील काढले आहेत: प्रथम, कार्बन नॅनोट्यूबचे प्रमाण स्थिर असताना, नॅनो-अल्युमिनाचे प्रमाण जसजसे वाढते, रबरमधील प्रवाहकीय फिलर कणांद्वारे तयार केलेली फिलर नेटवर्क रचना हळूहळू वाढते आणि नुकसान घटक संमिश्र सामग्री हळूहळू वाढते.जेव्हा नॅनो-अॅल्युमिनाचे 100 भाग आणि कार्बन नॅनोट्यूबचे 3 भाग एकत्र वापरले जातात, तेव्हा संमिश्र सामग्रीचे डायनॅमिक कॉम्प्रेशन हीट जनरेशन केवळ 12 ℃ असते आणि डायनॅमिक यांत्रिक गुणधर्म उत्कृष्ट असतात;दुसरे, जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबचे प्रमाण निश्चित केले जाते, जसे की नॅनो-अल्युमिनाचे प्रमाण वाढते, संमिश्र पदार्थांची कडकपणा आणि फाडण्याची ताकद वाढते, तर तन्य शक्ती आणि ब्रेकच्या वेळी वाढवणे कमी होते.

4. कार्बन नॅनोट्यूब

कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये उत्कृष्ट भौतिक गुणधर्म, थर्मल चालकता आणि विद्युत चालकता आहे आणि ते आदर्श रीफोर्सिंग फिलर आहेत.त्यांच्या रीफोर्सिंग रबर कंपोझिट मटेरियलकडे व्यापक लक्ष वेधले गेले आहे.कार्बन नॅनोट्यूब ग्रेफाइट शीटच्या कर्लिंग थरांनी तयार होतात.ते दहापट नॅनोमीटर (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm) व्यासासह दंडगोलाकार रचना असलेली ग्रेफाइट सामग्रीचा एक नवीन प्रकार आहे.कार्बन नॅनोट्यूबची थर्मल चालकता 3000 W·(m·K)-1 आहे, जी तांब्याच्या थर्मल चालकतेच्या 5 पट आहे.कार्बन नॅनोट्यूब रबराची थर्मल चालकता, विद्युत चालकता आणि भौतिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या सुधारू शकतात आणि त्यांची मजबुतीकरण आणि थर्मल चालकता कार्बन ब्लॅक, कार्बन फायबर आणि ग्लास फायबर सारख्या पारंपारिक फिलरपेक्षा चांगली आहे.किंगदाओ विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठातील संशोधकांनी कार्बन नॅनोट्यूब/ईपीडीएम संमिश्र सामग्रीच्या थर्मल चालकतेवर संशोधन केले.परिणाम दर्शवितात की: कार्बन नॅनोट्यूब संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता आणि भौतिक गुणधर्म सुधारू शकतात;कार्बन नॅनोट्यूबचे प्रमाण जसजसे वाढते, तसतसे संमिश्र पदार्थांची थर्मल चालकता वाढते, आणि तन्य शक्ती आणि ब्रेकिंगच्या वेळी वाढणे प्रथम वाढते आणि नंतर कमी होते, तन्य ताण आणि फाडण्याची शक्ती वाढते;जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबचे प्रमाण लहान असते, तेव्हा मोठ्या व्यासाच्या कार्बन नॅनोट्यूबला लहान-व्यासाच्या कार्बन नॅनोट्यूबपेक्षा उष्णता-वाहक साखळी तयार करणे सोपे असते आणि ते रबर मॅट्रिक्ससह चांगले एकत्र केले जातात.