اعلی تھرمل چالکتا پلاسٹک اپنی اچھی پروسیسنگ کارکردگی، کم قیمت اور بہترین تھرمل چالکتا کی وجہ سے ٹرانسفارمر انڈکٹرز، الیکٹرانک اجزاء کی گرمی کی کھپت، خصوصی کیبلز، الیکٹرانک پیکیجنگ، تھرمل پوٹنگ اور دیگر شعبوں میں غیر معمولی صلاحیتوں کا مظاہرہ کرتے ہیں۔فلر کے طور پر گرافین کے ساتھ ہائی تھرمل چالکتا پلاسٹک تھرمل مینجمنٹ اور الیکٹرانکس کی صنعت میں اعلی کثافت اور ہائی انٹیگریشن اسمبلی کی ترقی کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے۔

پولیمر میٹرکس مواد کو یکساں طور پر بھرنے کے لیے روایتی تھرمل کوندکٹو پلاسٹک بنیادی طور پر ہائی ہیٹ کنڈکٹنگ دھات یا غیر نامیاتی فلر ذرات سے بھرے ہوتے ہیں۔جب فلر کی مقدار ایک خاص سطح تک پہنچ جاتی ہے، تو فلر سسٹم میں ایک زنجیر نما اور نیٹ ورک نما مورفولوجی بناتا ہے، یعنی تھرمل طور پر کنڈکٹیو نیٹ ورک چین۔جب ان ہیٹ کنڈکٹیو میش چینز کی سمت سمت گرمی کے بہاؤ کی سمت کے متوازی ہوتی ہے تو سسٹم کی تھرمل چالکتا بہت بہتر ہو جاتی ہے۔

اعلی تھرمل conductive پلاسٹک کے ساتھکاربن نینو میٹریل گرافینکیونکہ فلر تھرمل مینجمنٹ اور الیکٹرانکس انڈسٹری میں اعلی کثافت اور اعلی انضمام کی اسمبلی کی ترقی کی ضروریات کو پورا کرسکتا ہے۔مثال کے طور پر، خالص پولیامائیڈ 6 (PA6) کی تھرمل چالکتا 0.338 W/(m · K) ہے، جب 50% ایلومینا سے بھرا جائے، تو جامع کی تھرمل چالکتا خالص PA6 سے 1.57 گنا ہے۔جب 25% تبدیل شدہ زنک آکسائیڈ شامل کرتے ہیں، تو مرکب کی تھرمل چالکتا خالص PA6 سے تین گنا زیادہ ہوتی ہے۔جب 20% گرافین نانوشیٹ کو شامل کیا جاتا ہے، تو کمپوزٹ کی تھرمل چالکتا 4.11 W/(m•K) تک پہنچ جاتی ہے، جو کہ خالص PA6 کے مقابلے میں 15 گنا زیادہ بڑھ جاتی ہے، جو تھرمل مینجمنٹ کے شعبے میں گرافین کی بے پناہ صلاحیت کو ظاہر کرتی ہے۔

1. گرافین/پولیمر مرکبات کی تیاری اور تھرمل چالکتا

گرافین/پولیمر کمپوزائٹس کی تھرمل چالکتا تیاری کے عمل میں پروسیسنگ کے حالات سے الگ نہیں ہوسکتی ہے۔تیاری کے مختلف طریقے میٹرکس میں فلر کے پھیلاؤ، انٹرفیشل ایکشن اور مقامی ڈھانچے میں فرق پیدا کرتے ہیں، اور یہ عوامل مرکب کی سختی، مضبوطی، سختی اور لچک کا تعین کرتے ہیں۔جہاں تک موجودہ تحقیق کا تعلق ہے، گرافین/پولیمر مرکبات کے لیے، گرافین کے پھیلاؤ کی ڈگری اور گرافین کی چادروں کے چھیلنے کی ڈگری کو قینچ، درجہ حرارت اور قطبی سالوینٹس کو کنٹرول کرکے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

2. گرافین بھرے اعلی تھرمل چالکتا پلاسٹک کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے عوامل

2.1 گرافین کی اضافی رقم

گرافین سے بھرے اعلی تھرمل چالکتا والے پلاسٹک میں، جیسے جیسے گرافین کی مقدار بڑھتی ہے، نظام میں تھرمل کوندکٹو نیٹ ورک چین آہستہ آہستہ بنتا ہے، جو جامع مواد کی تھرمل چالکتا کو بہت بہتر بناتا ہے۔

ایپوکسی رال (ای پی) پر مبنی گرافین مرکبات کی تھرمل چالکتا کا مطالعہ کرنے سے، یہ پتہ چلا ہے کہ گرافین کا بھرنے کا تناسب (تقریباً 4 تہوں) ای پی کی تھرمل چالکتا کو تقریباً 30 گنا بڑھا کر 6.44 کر سکتا ہے۔W/(m•K)، جبکہ روایتی تھرمل کوندکٹو فلرز کو اس اثر کو حاصل کرنے کے لیے فلر کا 70% (حجم کا حصہ) درکار ہوتا ہے۔

2.2 گرافین کی تہوں کی تعداد
ملٹی لیئرز گرافین کے لیے، گرافین کی 1-10 تہوں پر کیے گئے مطالعے سے پتا چلا کہ جب گرافین کی تہوں کی تعداد 2 سے بڑھا کر 4 کی گئی تو تھرمل چالکتا 2 800 W/(m•K) سے کم ہو کر 1300 W/(m•K) ہو گئی۔ )۔یہ مندرجہ ذیل ہے کہ گرافین کی تھرمل چالکتا تہوں کی تعداد میں اضافے کے ساتھ کم ہوتی ہے۔

اس کی وجہ یہ ہے کہ ملٹی لیئر گرافین وقت کے ساتھ جمع ہو جائے گا، جس کی وجہ سے تھرمل چالکتا کم ہو جائے گی۔اسی وقت، گرافین میں نقائص اور کنارے کی خرابی گرافین کی تھرمل چالکتا کو کم کردے گی۔

2.3 سبسٹریٹ کی اقسام
ہائی تھرمل چالکتا پلاسٹک کے اہم اجزاء میں میٹرکس میٹریل اور فلرز شامل ہیں۔گرافین اپنی بہترین تھرمل چالکتا کی وجہ سے فلرز کے لیے بہترین انتخاب ہے۔ مختلف میٹرکس کمپوزیشن تھرمل چالکتا کو متاثر کرتی ہیں۔پولیامائیڈ (PA) میں اچھی مکینیکل خصوصیات ہیں، گرمی کی مزاحمت، پہننے کے خلاف مزاحمت، کم رگڑ کا گتانک، مخصوص شعلہ ریٹارڈنسی، آسان پروسیسنگ، اس کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور ایپلیکیشن فیلڈ کو بڑھانے کے لیے، ترمیم کو بھرنے کے لیے موزوں ہے۔

تحقیق سے پتا چلا ہے کہ جب گرافین کا حجم کا حصہ 5 فیصد ہوتا ہے تو کمپوزٹ کی تھرمل چالکتا عام پولیمر سے 4 گنا زیادہ ہوتی ہے، اور جب گرافین کے حجم کے حصے کو 40 فیصد تک بڑھایا جاتا ہے تو کمپوزٹ کی تھرمل چالکتا 20 گنا اضافہ ہوا ہے۔.

2.4 میٹرکس میں گرافین کی ترتیب اور تقسیم
یہ پایا گیا ہے کہ گرافین کی دشاتمک عمودی اسٹیکنگ اس کی تھرمل چالکتا کو بہتر بنا سکتی ہے۔
اس کے علاوہ، میٹرکس میں فلر کی تقسیم بھی کمپوزٹ کی تھرمل چالکتا کو متاثر کرتی ہے۔جب فلر میٹرکس میں یکساں طور پر منتشر ہوتا ہے اور تھرمل طور پر کنڈکٹیو نیٹ ورک چین بناتا ہے، تو کمپوزٹ کی تھرمل چالکتا نمایاں طور پر بہتر ہوتی ہے۔

2.5 انٹرفیس مزاحمت اور انٹرفیس کپلنگ کی طاقت
عام طور پر، غیر نامیاتی فلر ذرات اور نامیاتی رال میٹرکس کے درمیان انٹرفیشل مطابقت ناقص ہے، اور فلر کے ذرات آسانی سے میٹرکس میں جمع ہو جاتے ہیں، جس سے یکساں بازی بنانا مشکل ہو جاتا ہے۔اس کے علاوہ، غیر نامیاتی فلر ذرات اور میٹرکس کے درمیان سطح کے تناؤ میں فرق رال میٹرکس کے ذریعے فلر ذرات کی سطح کو گیلا کرنا مشکل بناتا ہے، جس کے نتیجے میں دونوں کے درمیان انٹرفیس میں خلا پیدا ہوتا ہے، اس طرح انٹرفیشل تھرمل مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے۔ پولیمر مرکب کا۔

3. نتیجہ
گرافین سے بھرے اعلی تھرمل چالکتا پلاسٹک میں اعلی تھرمل چالکتا اور اچھی تھرمل استحکام ہے، اور ان کی ترقی کے امکانات بہت وسیع ہیں۔تھرمل چالکتا کے علاوہ، گرافین میں دیگر بہترین خصوصیات ہیں، جیسے کہ اعلی طاقت، اعلی برقی اور نظری خصوصیات، اور بڑے پیمانے پر موبائل آلات، ایرو اسپیس اور نئی توانائی کی بیٹریوں میں استعمال ہوتی ہے۔

Hongwu Nano 2002 سے نینو میٹریلز پر تحقیق اور ترقی کر رہا ہے، اور پختہ تجربے اور جدید ٹیکنالوجی، مارکیٹ پر مبنی، Hongwu Nano متنوع پیشہ ورانہ تخصیص کردہ خدمات فراہم کرتا ہے تاکہ صارفین کو زیادہ موثر عملی ایپلی کیشنز کے لیے مختلف پیشہ ورانہ حل فراہم کیے جا سکیں۔