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LED燈具選用導熱塑料具有的高性價比

2020-04-11 21:54:20

        隨著工業與科技的日新發展,一些領域對材料的導熱性要求非常高,如:換熱工程、電磁屏蔽、電子信息等,對導熱塑料材料提出了更高要求,希望材料具有優良的綜合性能,而新可導熱塑料就是您的選擇。

  在電子電氣領域,隨集成技術和組裝技術的迅速發展,電子元件、邏輯電路的體積成千倍萬倍地縮小,迫切需要高散熱封裝絕緣塑料,因此傳統導熱材料受限無法滿足工業和科技發展需求,導熱塑料因其優良的綜合性能越來越受到重視,其應用領域不斷拓展,導熱塑料的發展前景頗為樂觀。

       填充材料和成型工藝對塑料導熱性能的影響甚大,因此提高導熱塑料導熱性能可從以下三方面著手:第一,開發新型導熱塑料導熱填料;第二,對填料粒子表面進行改性處理;第三,成型工藝條件選擇及優化。

  從定義看,復合高分子材料中粒子大小可以認為不影響熱導率。實際上,粒子尺寸為數微米以上時,熱導率不受粒子直徑的影響,但是,粉體領域的粒子直徑,即粒子直徑在數微米以下時,熱導率隨著粒子直徑變小而增加。這是由于粒子分散狀態變化,易產生二次凝聚而形成粒子連續體,而使熱導率增大。換言之,這種效果是因不同分散狀態而影響熱導率的。例如,分散粒子Al2O3的粒徑為1μm以下時,熱導率就會變大。

  另外,粒子形狀也極大影響熱導率。特別是,使用纖維狀填充粒子,如碳纖維復合聚乙烯時,對于纖維長度與纖維直徑的比(L/D)越大,則熱導率大大增大。纖維無規取向的復合材料的熱導率隨纖維長度的增加而增加纖維與熱流方向垂直取向的復合材料,完全與纖維長度無關。填料形狀有粒狀、片狀、球狀和纖維狀等,對復合材料導熱性有影響;與填充石墨粉的PP板厚度方向的熱導率相比,面方向的熱導率要高得多。填料用量,必須達到一定的量,即某一臨界值以形成相互接觸,才能發揮導熱的最大效應;分散狀況最好是網狀或鏈狀,形成導熱網鏈,以減小熱流方向上的熱阻。實用上幾乎均是通過高填充來實現塑料高熱導性。

  導熱塑料的制備方法有兩種:一是合成具有高導熱系數的結構塑料。如具有良好導熱性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等,它們主要通過電子導熱機制實現導熱;或是獲得具有完整結晶性、通過聲子實現導熱的塑料,如平行高倍拉伸高密度聚乙烯(PE-HD),它在室溫被拉伸25倍時,平行于分子鏈方向的導熱系數可達13.4W/m·K,完整結晶高度取向的塑料雖然有良好的導熱性能,但制造工藝復雜;二是用高導熱填料對塑料進行填充以得到導熱塑料,其價格低廉、易加工成型,經過適當的工藝處理可以應用于某些專門領域。這是當前主流。

  導熱塑料的優勢非常明顯:散熱均勻,避免灼熱點:減少零件因高溫造成的變形,從而提高力學性能,如強度、硬挺度;質輕,僅為鋁材的60 %-50 %,可減少裝置的震動,提高穩定性;可進行多種基礎樹脂的選擇,如PA、LCP,也可采用低成本樹脂,如PP、PE等;成型加工方便,可用通常塑料成型工藝加工,適于大批量生產;熱膨脹系數低;成型收縮率低;工作溫度低,提高制件和裝置的壽命;可提高設計自由度。


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