अलिकडच्या वर्षांत, रबर उत्पादनांच्या औष्णिक चालकताचे विस्तृत लक्ष वेधले गेले आहे. उष्णता वाहक, इन्सुलेशन आणि शॉक शोषणात भूमिका निभावण्यासाठी थर्मली कंडक्टिव्ह रबर उत्पादने एरोस्पेस, विमानचालन, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि इलेक्ट्रिकल उपकरणांच्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात वापरली जातात. औष्णिक चालकता सुधारणे थर्मली कंडक्टिव्ह रबर उत्पादनांसाठी अत्यंत महत्वाचे आहे. थर्मली कंडक्टिव्ह फिलरद्वारे तयार केलेली रबर संमिश्र सामग्री प्रभावीपणे उष्णता हस्तांतरित करू शकते, जे इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या घनता आणि लघुकरणास तसेच त्यांच्या विश्वासार्हतेत सुधारणा आणि त्यांच्या सेवा जीवनाच्या विस्तारासाठी खूप महत्त्व आहे.

सध्या टायर्समध्ये वापरल्या जाणार्‍या रबर सामग्रीमध्ये कमी उष्णता निर्मिती आणि उच्च थर्मल चालकता असणे आवश्यक आहे. एकीकडे, टायर व्हल्कॅनायझेशन प्रक्रियेमध्ये, रबरची उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमता सुधारली जाते, व्हल्कॅनायझेशन दर वाढविला जातो आणि उर्जेचा वापर कमी होतो; ड्रायव्हिंग दरम्यान तयार होणारी उष्णता जनावराचे मृत शरीर तापमान कमी करते आणि जास्त तापमानामुळे टायर कामगिरीचे र्‍हास कमी करते. थर्मली कंडक्टिव्ह रबरची थर्मल चालकता प्रामुख्याने रबर मॅट्रिक्स आणि थर्मली कंडक्टिव्ह फिलरद्वारे निश्चित केली जाते. कण किंवा तंतुमय थर्मल कंडक्टिव्ह फिलरची थर्मल चालकता रबर मॅट्रिक्सपेक्षा खूप चांगली आहे.

सर्वात सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या थर्मली कंडक्टिव्ह फिलर खालील सामग्री आहेत:

1. क्यूबिक बीटा फेज नॅनो सिलिकॉन कार्बाइड (एसआयसी)

नॅनो-स्केल सिलिकॉन कार्बाईड पावडर संपर्क उष्णता वाहक साखळी तयार करते आणि पॉलिमरसह शाखा तयार करणे सोपे आहे, ज्यामुळे सी-ओ-एसआय चेन हीट कंडक्शन स्केलेटन मुख्य उष्णता वाहक मार्ग म्हणून तयार करते, जे एकत्रित सामग्रीची यांत्रिक गुणधर्म कमी न करता संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता मोठ्या प्रमाणात सुधारते.

सिलिकॉन कार्बाईड इपॉक्सी कंपोझिट मटेरियलची थर्मल चालकता सिलिकॉन कार्बाईडच्या प्रमाणात वाढीसह वाढते आणि नॅनो-सिलिकॉन कार्बाईड जेव्हा प्रमाण कमी असेल तेव्हा संयुक्त सामग्रीला चांगली थर्मल चालकता देऊ शकते. सिलिकॉन कार्बाईड इपॉक्सी कंपोझिट मटेरियलची लवचिक सामर्थ्य आणि प्रभाव शक्ती प्रथम वाढते आणि नंतर सिलिकॉन कार्बाईडच्या प्रमाणात वाढीसह कमी होते. सिलिकॉन कार्बाईडच्या पृष्ठभागावर बदल केल्यामुळे संयुक्त सामग्रीच्या थर्मल चालकता आणि यांत्रिक गुणधर्म प्रभावीपणे सुधारू शकतात.

सिलिकॉन कार्बाईडमध्ये स्थिर रासायनिक गुणधर्म आहेत, त्याची थर्मल चालकता इतर सेमीकंडक्टर फिलर्सपेक्षा चांगली आहे आणि त्याची थर्मल चालकता खोलीच्या तपमानावरील धातूपेक्षा जास्त आहे. बीजिंग युनिव्हर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी एल्युमिना आणि सिलिकॉन कार्बाईड प्रबलित सिलिकॉन रबरच्या थर्मल चालकतेवर संशोधन केले. सिलिकॉन कार्बाईडचे प्रमाण वाढल्यामुळे सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता वाढते हे परिणाम दर्शविते; जेव्हा सिलिकॉन कार्बाईडची मात्रा समान असते, तेव्हा लहान कण आकाराच्या सिलिकॉन कार्बाईड प्रबलित सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता मोठ्या कण आकाराच्या सिलिकॉन कार्बाइड प्रबलित सिलिकॉन रबरपेक्षा जास्त असते; सिलिकॉन कार्बाईडसह प्रबलित सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता एल्युमिना प्रबलित सिलिकॉन रबरपेक्षा चांगली आहे. जेव्हा एल्युमिना/सिलिकॉन कार्बाईडचे वस्तुमान प्रमाण 8/2 असते आणि एकूण रक्कम 600 भाग असते तेव्हा सिलिकॉन रबरची थर्मल चालकता सर्वोत्कृष्ट असते.

2. वंशज

अ‍ॅल्युमिनियम नायट्राइड एक अणू क्रिस्टल आहे आणि तो डायमंड नायट्राइडचा आहे. हे 2200 च्या उच्च तापमानात स्थिरपणे अस्तित्वात असू शकते. यात चांगली थर्मल चालकता आणि कमी थर्मल विस्तार गुणांक आहे, ज्यामुळे ती चांगली थर्मल शॉक सामग्री बनते. अ‍ॅल्युमिनियम नायट्राइडची थर्मल चालकता 320 डब्ल्यू · (एम · के) -1 आहे, जी बोरॉन ऑक्साईड आणि सिलिकॉन कार्बाईडच्या थर्मल चालकता जवळ आहे आणि एल्युमिनापेक्षा 5 पट जास्त आहे. क्विंगडाओ युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स Technology ण्ड टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी एल्युमिनियम नायट्राइड प्रबलित ईपीडीएम रबर कंपोझिटच्या थर्मल चालकतेचा अभ्यास केला आहे. परिणाम दर्शविते की: अ‍ॅल्युमिनियम नायट्राइडची मात्रा जसजशी वाढते तसतसे संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता वाढते; अ‍ॅल्युमिनियम नायट्राइडशिवाय संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 0.26 डब्ल्यू · (एम · के) -1 असते, जेव्हा al ल्युमिनियम नायट्राइडची मात्रा 80 भागांवर वाढते तेव्हा संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 0.442 डब्ल्यू · (एम · के) -1 पर्यंत पोहोचते, 70%वाढते.

3. नॅनो एल्युमिना (AL2O3)

एल्युमिना हा एक प्रकारचा मल्टीफंक्शनल अजैविक फिलर आहे, ज्यामध्ये थर्मल चालकता, डायलेक्ट्रिक स्थिर आणि चांगले पोशाख प्रतिकार आहे. हे रबर संमिश्र सामग्रीमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.

बीजिंग युनिव्हर्सिटी ऑफ केमिकल टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी नॅनो-अल्युमिना/कार्बन नॅनोट्यूब/नॅचरल रबर कंपोझिटच्या थर्मल चालकतेची चाचणी केली. परिणाम दर्शविते की नॅनो-एल्युमिना आणि कार्बन नॅनोट्यूबच्या एकत्रित वापराचा संमिश्र सामग्रीच्या थर्मल चालकता सुधारण्यावर समन्वयात्मक प्रभाव पडतो; जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबची मात्रा स्थिर असते, तेव्हा संयुक्त सामग्रीची थर्मल चालकता नॅनो-अल्युमिनाच्या प्रमाणात वाढीसह रेषात्मकपणे वाढते; जेव्हा 100 नॅनो-एल्युमिना थर्मली कंडक्टिव्ह फिलर म्हणून वापरताना, संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 120%वाढते. जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबचे 5 भाग थर्मली कंडक्टिव्ह फिलर म्हणून वापरले जातात, तेव्हा संमिश्र सामग्रीची थर्मल चालकता 23%वाढते. जेव्हा एल्युमिनाचे 100 भाग आणि 5 भाग वापरले जातात जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूब थर्मली कंडक्टिव्ह फिलर म्हणून वापरले जातात तेव्हा संयुक्त सामग्रीची थर्मल चालकता 155%वाढते. प्रयोगात खालील दोन निष्कर्ष देखील काढले जातात: प्रथम, जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबची मात्रा स्थिर असते, नॅनो-अल्युमिनाची मात्रा वाढत असताना, रबरमधील प्रवाहकीय फिलर कणांद्वारे तयार केलेली फिलर नेटवर्क रचना हळूहळू वाढते आणि संमिश्र सामग्रीचे नुकसान घटक हळूहळू वाढते. जेव्हा नॅनो-एल्युमिनाचे 100 भाग आणि कार्बन नॅनोट्यूबचे 3 भाग एकत्र वापरले जातात, तेव्हा संमिश्र सामग्रीची डायनॅमिक कॉम्प्रेशन उष्णता निर्मिती केवळ 12 ℃ असते आणि डायनॅमिक यांत्रिक गुणधर्म उत्कृष्ट असतात; दुसरे म्हणजे, जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबचे प्रमाण निश्चित केले जाते, जेव्हा नॅनो-अल्युमिनाची मात्रा वाढते, तेव्हा संमिश्र सामग्रीची कडकपणा आणि अश्रू सामर्थ्य वाढते, तर ब्रेकमध्ये तन्यता आणि वाढ कमी होते.

4. कार्बन नॅनोट्यूब

कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये उत्कृष्ट भौतिक गुणधर्म, औष्णिक चालकता आणि विद्युत चालकता आहे आणि ते आदर्श रीफोर्सिंग फिलर आहेत. त्यांच्या प्रबलिंग रबर कंपोझिट मटेरियलला व्यापक लक्ष वेधले गेले आहे. कार्बन नॅनोट्यूब ग्रेफाइट शीटच्या कर्लिंग थरांद्वारे तयार केले जातात. ते दहापट नॅनोमीटर (10-30 एनएम, 30-60 एनएम, 60-100 एनएम) व्यासासह दंडगोलाकार संरचनेसह एक नवीन प्रकारचे ग्रेफाइट मटेरियल आहेत. कार्बन नॅनोट्यूबची थर्मल चालकता 3000 डब्ल्यू · (एम · के) -1 आहे, जी तांब्याच्या थर्मल चालकतेपेक्षा 5 पट आहे. कार्बन नॅनोट्यूब्स थर्मल चालकता, विद्युत चालकता आणि रबरच्या भौतिक गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय सुधारणा करू शकतात आणि कार्बन ब्लॅक, कार्बन फायबर आणि काचेच्या फायबर सारख्या पारंपारिक फिलरपेक्षा त्यांची मजबुतीकरण आणि थर्मल चालकता चांगली आहे. किंगडाओ युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स Technology ण्ड टेक्नॉलॉजीच्या संशोधकांनी कार्बन नॅनोट्यूब/ईपीडीएम कंपोझिट मटेरियलच्या थर्मल चालकतेवर संशोधन केले. परिणाम दर्शविते की: कार्बन नॅनोट्यूब्स थर्मल चालकता आणि संयुक्त सामग्रीच्या भौतिक गुणधर्म सुधारू शकतात; कार्बन नॅनोट्यूबची मात्रा जसजशी वाढत जाते तसतसे संयुक्त सामग्रीची थर्मल चालकता वाढते आणि तणावपूर्ण सामर्थ्य आणि वाढ प्रथम वाढते आणि नंतर कमी होते, तणावपूर्ण तणाव आणि अश्रु शक्ती वाढते; जेव्हा कार्बन नॅनोट्यूबची मात्रा लहान असते, तेव्हा मोठ्या व्यास कार्बन नॅनोट्यूब लहान-व्यासाच्या कार्बन नॅनोट्यूबपेक्षा उष्णता-कंडक्टिंग चेन तयार करणे सोपे असते आणि ते रबर मॅट्रिक्ससह अधिक चांगले एकत्र केले जातात.