Wysokie plasterze przewodności cieplnej pokazują niezwykłe talenty w indukcjach transformatorów, rozpraszaniu ciepła komponentów elektronicznych, specjalnych kablach, opakowaniu elektronicznym, doniczkowaniu termicznym i innych dziedzin dla ich dobrej wydajności przetwarzania, niskiej ceny i doskonałej przewodności cieplnej. Wysokie plasterze przewodności cieplnej z grafenem jako wypełniacz może spełniać wymagania dotyczące rozwoju montażu o wysokiej gęstości i wysokiej integracji w branży zarządzania termicznego i elektroniki.

Konwencjonalne tworzywa termiczne przewodzące są głównie cząstkami metalowymi lub nieorganicznymi cząstkami wypełniaczowymi lub nieorganicznymi, aby jednolite wypełnienie materiałów macierzy polimerowej. Gdy ilość wypełniacza osiągnie określony poziom, wypełniacz tworzy w systemie morfologię podobną do łańcucha i sieci, to znaczy łańcuch sieci przewodzący termicznie. Gdy kierunek orientacji tych łańcuchów siatki przewodzących ciepło jest równolegle do kierunku przepływu ciepła, przewodność cieplna układu jest znacznie ulepszona.

Wysokie plastiki przewodzące termiczne zgrafen nanomateriałowy węglowejPonieważ wypełniacz może spełniać wymagania dotyczące rozwoju montażu o wysokiej gęstości i wysokiej integracji w branży zarządzania termicznego i elektroniki. Na przykład przewodność cieplna czystego poliamidu 6 (PA6) wynosi 0,338 W / (M · K), po wypełnieniu 50% tlenku glinu, przewodność cieplna kompozytu wynosi 1,57 razy większa niż w czystym PA6; Po dodaniu 25% zmodyfikowanego tlenku cynku przewodność cieplna kompozytu jest trzy razy wyższa niż w przypadku czystego PA6. Po dodaniu 20% grafenu nanosheku, przewodność cieplna kompozytu osiąga 4,11 W/(M • K), co jest zwiększone o ponad 15 razy niż czyste PA6, co pokazuje ogromny potencjał grafenu w dziedzinie zarządzania termicznego.

1. Przygotowanie i przewodność cieplna kompozytów grafenu/polimeru

Przewodnictwo cieplne kompozytów grafenu/polimeru jest nierozłączne z warunków przetwarzania w procesie przygotowania. Różne metody przygotowania mają wpływ na dyspersję, działanie międzyfazowe i strukturę przestrzenną wypełniacza w matrycy, a czynniki te określają sztywność, wytrzymałość, wytrzymałość i ciągliwość kompozytu. Jeśli chodzi o obecne badania, w przypadku kompozytów grafenowych/polimerowych stopień rozproszenia grafenu i stopień obierania arkuszy grafenu można kontrolować poprzez kontrolowanie rozpuszczalników ścinania, temperatury i polarnych.

2. Czynniki wpływające na wydajność grafenu wypełnionego wysokim plastikiem przewodnictwa cieplnego

2.1 Dodatkowa ilość grafenu

W wysokim plastiku przewodności cieplnej wypełnionej grafenem, wraz ze wzrostem ilości grafenu, w systemie stopniowo powstaje łańcuch sieci przewodzących termiczny, który znacznie poprawia przewodność cieplną materiału kompozytowego.

Badając przewodność cieplną kompozytów grafenowych opartych na żywicie epoksydowej (EP), stwierdzono, że stosunek wypełniania grafenu (około 4 warstw) może zwiększyć przewodność cieplną EP o około 30 razy do 6,44. W/(M • K), podczas gdy tradycyjne wypełniacze przewodzące termiczne wymagają 70% (frakcja objętościowa) wypełniacza, aby osiągnąć ten efekt.

2.2 Liczba warstw grafenu
W przypadku grafenu wielowarstwowego badanie 1-10 warstw grafenu wykazało, że gdy liczba warstw grafenu wzrosła z 2 do 4, przewodność cieplna zmniejszyła się z 2 800 W/(m • K) do 1300 W/(m • k). Wynika z tego, że przewodność cieplna grafenu ma tendencję do zmniejszania się wraz ze wzrostem liczby warstw.

Wynika to z faktu, że wielowarstwowy grafen z czasem będzie się aglomerować, co spowoduje zmniejszenie przewodności cieplnej. Jednocześnie wady grafenu i zaburzenie krawędzi zmniejszą przewodność cieplną grafenu.

2.3 Rodzaje podłoża
Główne elementy wysokiego tworzywa sztucznego przewodności cieplnej obejmują materiały matrycowe i wypełniacze. Grafen jest najlepszym wyborem dla wypełniaczy ze względu na jego doskonałą przewodność cieplną. Wskaźnik kompozycji macierzy wpływają na przewodność cieplną. Polamid (PA) ma dobre właściwości mechaniczne, odporność na ciepło, odporność na zużycie, współczynnik niskiego tarcie, pewne opóźnienie płomienia, łatwe przetwarzanie, odpowiednie do modyfikacji wypełniania, w celu poprawy jego wydajności i rozszerzenia pola aplikacji.

Badanie wykazało, że gdy ułamek objętości grafenu wynosi 5%, przewodność cieplna kompozytu jest 4 razy wyższa niż zwykły polimer, a gdy frakcja objętościowa grafenu jest zwiększona do 40%, przewodność cieplna kompozytu wzrasta o 20 razy. .

2.4 Układ i rozkład grafenu w matrycy
Stwierdzono, że kierunkowe pionowe układanie grafenu może poprawić jego przewodność cieplną.
Ponadto rozkład wypełniacza w matrycy wpływa również na przewodność cieplną kompozytu. Gdy wypełniacz jest jednolicie rozproszony w matrycy i tworzy termicznie przewodzący łańcuch sieci, przewodność cieplna kompozytu jest znacznie ulepszona.

2.5 Rezystancja interfejsu i siła sprzęgania interfejsu
Ogólnie rzecz biorąc, kompatybilność międzyfazowa między cząstkami nieorganicznych wypełniaczy i organiczną matrycą żywiczną jest słaba, a cząsteczki wypełniacza są łatwo aglomerowane w matrycy, co utrudnia utworzenie jednolitej dyspersji. Ponadto różnica napięcia powierzchniowego między cząstkami wypełniacza nieorganicznego a matrycą utrudnia powierzchnię cząstek wypełniacza, by być zwilżaniem matrycy żywicy, co powoduje przestrzenie na interfejsie między nimi, zwiększając w ten sposób międzyfazową oporność termiczną kompozytowej polimeru.

3. Wniosek
Wysokie plastiki przewodności cieplnej wypełnione grafenem mają wysoką przewodność cieplną i dobrą stabilność termiczną, a ich perspektywy rozwojowe są bardzo szerokie. Oprócz przewodności cieplnej grafen ma inne doskonałe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość, właściwości elektryczne i optyczne, i jest szeroko stosowany w urządzeniach mobilnych, lotniczych i nowych akumulatorach energetycznych.

Hongwu Nano bada i rozwija nanomateriały od 2002 r., A na podstawie dojrzałej doświadczenia i zaawansowanej technologii, zorientowanej na rynek, Hongwu Nano zapewnia zróżnicowane profesjonalne niestandardowe usługi, aby zapewnić użytkownikom różne profesjonalne rozwiązania dla bardziej wydajnych praktycznych zastosowań.