2025-04-15
I. Lämpöjohtavien muovien keskeiset ominaisuudet
1. Suorituskyvyn edut
Painoetu: Kun tiheys on vain kaksi kolmasosaa alumiiniseosten tiheä, ne parantavat merkittävästi tuotteen kevyttä.
Muovaustehokkuus: Hyödynnä ruiskutusprosesseja, eliminoimalla jälkikäsittelyvaiheet perinteisessä metallikoneistossa ja lyhentämällä tuotantosyklejä.
Kustannustehokkuus: Erinomainen hinta-suoritussuhde prosessoinnin tehokkuudesta, materiaalin painon vähentämisestä ja ympäristöystävällisyydestä.
Ympäristöhyödyt: Puhtaampien tuotantoprosessit, kierrätettävyys ja alhaisempi hiilijalanjälki metalleihin ja keramiikkaan verrattuna.
Suunnittelun joustavuus: mahdollistavat monimutkaiset geometriat ja ohuen seinäiset rakenteet erilaisiin sovelluksiin.
Sähköturvallisuus: Yhdistä lämmönjohtavuus erinomaiseen eristykseen, joka on ihanteellinen eristämättömille virtalähteille.
Kemiallinen stabiilisuus: Pitkäaikaisen käytön erinomainen korroosionkestävyys ankarissa ympäristöissä.
2. suorituskyvyn vertailu
II. Lämpöteoria ja lämmön hajoamisen suunnittelu
1. Lämmönsiirtomekanismit
1. konvektio:
- Seuraa Newtonin jäähdytyslaki luottaa nestettä (esim. Ilma) liikkeeseen. Pakotettu konvektio (esim. Tuulettimet) parantaa lämmönvaihtoa.
2. johtavuus:
- Tehokkuus riippuu:
- Tehokas yhteysalue
- Materiaalin paksuus
- Lämmönjohtavuus (λ)
(Metallit hallitsevat perinteisesti täällä)
3. Säteily:
- Infrapunasäteily (8–14 μm aallonpituus) siirtää energiaa, jota vaikuttaa:
- Jäähdytyselementin geometria
- Tehokas säteilypinta -ala
- aineellinen säteily
14. Lämpövastusmalli
Järjestelmän kokonaislämpövastus (RJ1 - RJ5) on sarjan summa. Lämpöjohtavat muovit optimoivat kaksi kriittistä resistanssia:
RJ3 (substraattimateriaalin vastus)
RJ5 (jäähdytysaltaan ilman rajapinnan vastus)
3. Kriittinen lämmönjohtavuuskynnys
Kun λ> 5 W/m · K ja paksuus <5 mm, konvektio hallitsee, mikä mahdollistaa muovit vastaamaan metallin suorituskykyä.
4. Muovi vs. metallin lämmönjohtavuus
Perinteinen näkymä: metallit (esim. Alumiini, λ≈200 W/m · K) hallitsevat LED -jäähdytyselementtejä, kun taas muovit (λ <1 W/m · K) epäonnistuvat.
Tärkeimmät havainnot:
1. Matala λ (<5 W/m · K): Tavanomaiset muovit (λ <1 W/m · K) alikehitys.
2. Läpimurto-alue (λ≥5 W/m · K + paksuus <5 mm): Konvektiovetoinen, λ-vaikutus vähenee.
3. Korvaava toteutettavuus: Muovit, joiden metallit λ≥20 W/m · K (1/10) ja <5 mm lämpölähdeetäisyys saavuttavat vertailukelpoisen suorituskyvyn.
Innovaatio: Lämpöjohtavia muoveja (λ≥5 W/m · K + ohuen seinäinen muotoilu) häiritä metallista riippuvaisia paradigmeja.
III. Materiaalikoostumus ja valinta
1. Lämpötäyteaineet
Metalli: Elektronikäyttöinen (esim. Cu/AL-jauhe)-tehokas, mutta johtava.
Ei-metalli: Fonon-ohjattu (esim. Al₂o₃, BN)-sähköisesti eristävä.
2. Täyteaineen suorituskyvyn vertailu
3. matriisi ja formulaatio
Polymeerit: PPS, PA6/66, LCP, PC - Tasapainon lämpötilankestävyys, prosessoitavuus ja kustannukset.
Suorituskykytyypit:
Eristys: oksidi/nitridi täyteaineet (esim. Al₂o₃ + PA6).
Johtava: metalli/grafiittitautit (esim. Hiili + PA).
Iv. Markkinakatsaus ja tuotteet
1. Globaalit tuotemerkit
SABIC: DTK22, OX11315, OX10324, PX11311U, PX11313, PX13322, PX13012, PX10323
Envalior: D5506, D3612, Stanyli-TC154/155, TKX1010D, D8102, Stanyyli-TC153
Celanese: D5120
2. Materiaalin valintakriteerit
Lämpösuorituskyky: korkean tason täyteaineet (BN/sic vaativiin sovelluksiin).
Sähköturvallisuus: eristävät täyteaineet (al₂o₃/bn).
Muovittavuus: Korkean virtauksen polymeerit (esim. Nylon) kompleksien osille.
Kustannukset: al₂o₃ on kustannustehokas; BN on premium.
3. Teollisuuden innovaatiot
Materiaali T & K: Korkean täyte, matalan viskositeetin komposiitit (nanofilleritekniikka).
Suorituskyvyn läpimurto: Eristys muovista, joka saavuttaa λ> 5 W/m · K.
4. Markkinat näkymät
5G: n, EVS: n ja mini -LED -adoption ohjaamana kysyntä kasvaa kevyiden lämpöratkaisujen suhteen (esim. Automaattielektroniikka, pukeutuvat).