De siste årene har den termiske ledningsevnen til gummiprodukter fått stor oppmerksomhet.Termisk ledende gummiprodukter er mye brukt innen romfart, luftfart, elektronikk og elektriske apparater for å spille en rolle i varmeledning, isolasjon og støtdemping.Forbedringen av termisk ledningsevne er ekstremt viktig for termisk ledende gummiprodukter.Gummikomposittmaterialet tilberedt av det termisk ledende fyllstoffet kan effektivt overføre varme, noe som er av stor betydning for fortetting og miniatyrisering av elektroniske produkter, samt forbedring av deres pålitelighet og forlengelse av levetiden.
For tiden må gummimaterialene som brukes i dekk ha egenskapene til lav varmeutvikling og høy varmeledningsevne.På den ene siden, i dekkvulkaniseringsprosessen, forbedres varmeoverføringsytelsen til gummien, vulkaniseringshastigheten økes og energiforbruket reduseres;Varmen som genereres under kjøring reduserer temperaturen på skroget og reduserer dekkets ytelsesdegradering forårsaket av for høy temperatur.Den termiske ledningsevnen til termisk ledende gummi bestemmes hovedsakelig av gummimatrisen og termisk ledende fyllstoff.Den termiske ledningsevnen til enten partiklene eller det fibrøse varmeledende fyllstoffet er mye bedre enn gummimatrisen.
De mest brukte termisk ledende fyllstoffene er følgende materialer:
1. Kubisk betafase nano silisiumkarbid (SiC)
Silisiumkarbidpulver i nanoskala danner kontaktvarmeledningskjeder, og er lettere å forgrene med polymerer, og danner Si-O-Si-kjedevarmeledningsskjelett som hovedvarmeledningsveien, noe som i stor grad forbedrer den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet uten å redusere komposittmateriale De mekaniske egenskapene.
Den termiske ledningsevnen til silisiumkarbidepoksykomposittmaterialet øker med økningen i mengden silisiumkarbid, og nano-silisiumkarbid kan gi komposittmaterialet god varmeledningsevne når mengden er lav.Bøyestyrken og slagstyrken til komposittmaterialer av silisiumkarbidepoksy øker først og avtar deretter med økningen av mengden silisiumkarbid.Overflatemodifiseringen av silisiumkarbid kan effektivt forbedre den termiske ledningsevnen og de mekaniske egenskapene til komposittmaterialet.
Silisiumkarbid har stabile kjemiske egenskaper, dens termiske ledningsevne er bedre enn andre halvlederfyllstoffer, og dens termiske ledningsevne er enda større enn metall ved romtemperatur.Forskere fra Beijing University of Chemical Technology forsket på den termiske ledningsevnen til alumina og silisiumkarbidforsterket silikongummi.Resultatene viser at den termiske ledningsevnen til silikongummi øker når mengden silisiumkarbid øker;når mengden av silisiumkarbid er den samme, er den termiske ledningsevnen til den silisiumkarbidforsterkede silikongummien med liten partikkelstørrelse større enn den for silisiumkarbidforsterket silikongummi med stor partikkelstørrelse;Den termiske ledningsevnen til silisiumgummi forsterket med silisiumkarbid er bedre enn for aluminaforsterket silisiumgummi.Når masseforholdet mellom alumina/silisiumkarbid er 8/2 og den totale mengden er 600 deler, er den termiske ledningsevnen til silisiumgummi best.
Aluminiumnitrid er en atomkrystall og tilhører diamantnitrid.Den kan eksistere stabilt ved en høy temperatur på 2200 ℃.Den har god termisk ledningsevne og lav termisk ekspansjonskoeffisient, noe som gjør den til et godt termisk sjokkmateriale.Den termiske ledningsevnen til aluminiumnitrid er 320 W·(m·K)-1, som er nær den termiske ledningsevnen til boroksid og silisiumkarbid, og er mer enn 5 ganger større enn for alumina.Forskere fra Qingdao University of Science and Technology har studert den termiske ledningsevnen til aluminiumnitridforsterkede EPDM-gummikompositter.Resultatene viser at: når mengden av aluminiumnitrid øker, øker den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet;den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet uten aluminiumnitrid er 0,26 W·(m·K)-1, når mengden aluminiumnitrid øker til Ved 80 deler, når den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet 0,442 W·(m·K) -1, en økning på 70 %.
3. Nano-aluminiumoksyd (Al2O3)
Alumina er et slags multifunksjonelt uorganisk fyllstoff, som har stor termisk ledningsevne, dielektrisk konstant og god slitestyrke.Det er mye brukt i gummikomposittmaterialer.
Forskere fra Beijing University of Chemical Technology testet den termiske ledningsevnen til kompositter av nano-aluminiumoksyd/karbon nanorør/naturgummi.Resultatene viser at den kombinerte bruken av nano-aluminiumoksyd og karbon nanorør har en synergistisk effekt på å forbedre den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet;når mengden karbon nanorør er konstant, øker den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet lineært med økningen av mengden nano-aluminiumoksyd;når 100 Ved bruk av nano-aluminiumoksyd som termisk ledende fyllstoff, øker den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet med 120 %.Når 5 deler karbon nanorør brukes som det termisk ledende fyllstoffet, øker den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet med 23 %.Når 100 deler alumina og 5 deler brukes Når karbon-nanorør brukes som et termisk ledende fyllstoff, øker den termiske ledningsevnen til komposittmaterialet med 155 %.Eksperimentet trekker også følgende to konklusjoner: For det første, når mengden karbon-nanorør er konstant, ettersom mengden nano-aluminium øker, øker fyllstoffnettverksstrukturen dannet av ledende fyllstoffpartikler i gummien gradvis, og tapsfaktoren til komposittmaterialet øker gradvis.Når 100 deler nano-aluminiumoksyd og 3 deler karbon-nanorør brukes sammen, er den dynamiske kompresjonsvarmegenereringen av komposittmaterialet bare 12 ℃, og de dynamiske mekaniske egenskapene er utmerkede;for det andre, når mengden karbon-nanorør er fast, ettersom mengden nano-aluminium øker, øker hardheten og rivestyrken til komposittmaterialer, mens strekkstyrken og forlengelsen ved brudd reduseres.
Karbonnanorør har utmerkede fysiske egenskaper, termisk ledningsevne og elektrisk ledningsevne, og er ideelle forsterkende fyllstoffer.Deres forsterkende gummikomposittmaterialer har fått bred oppmerksomhet.Karbonnanorør dannes ved å krølle lag av grafittplater.De er en ny type grafittmateriale med en sylindrisk struktur med en diameter på titalls nanometer (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm).Den termiske ledningsevnen til karbon-nanorør er 3000 W·(m·K)-1, som er 5 ganger varmeledningsevnen til kobber.Karbonnanorør kan forbedre termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne og fysiske egenskaper til gummi betydelig, og deres forsterkning og varmeledningsevne er bedre enn tradisjonelle fyllstoffer som carbon black, karbonfiber og glassfiber.Forskere fra Qingdao University of Science and Technology forsket på den termiske ledningsevnen til karbon-nanorør/EPDM-komposittmaterialer.Resultatene viser at: karbon nanorør kan forbedre den termiske ledningsevnen og fysiske egenskapene til komposittmaterialer;etter hvert som mengden karbon-nanorør øker, øker den termiske ledningsevnen til komposittmaterialer, og strekkstyrken og forlengelsen ved brudd øker først og deretter reduseres , Strekkspenningen og rivestyrken økes;når mengden karbonnanorør er liten, er karbonnanorør med stor diameter lettere å danne varmeledende kjeder enn karbonnanorør med liten diameter, og de er bedre kombinert med gummimatrisen.
Innleggstid: 30. august 2021