2025-04-15
I. Klíčové vlastnosti tepelně vodivých plastů
1. Výhody výkonu
Hmotnost výhody: S hustotou pouze dvě třetiny hubnutí slitin hliníku výrazně zvyšují lehký produkt.
Účinnost formování: Využijte procesy lisování vstřikování a eliminujte kroky po zpracování v tradičním kovovém obrábění a zkrácení výrobních cyklů.
Nákladová efektivita: Vynikající poměr ceny a výkonu v důsledku účinnosti zpracování, snížení hmotnosti materiálu a ekologickou přátelství.
Výhody životního prostředí: Procesy čistší výroby, recyklovatelnost a nižší uhlíková stopa ve srovnání s kovy a keramikou.
Flexibilita designu: Povolte složité geometrie a tenkostěnné struktury pro různé aplikace.
Elektrická bezpečnost: Kombinujte tepelnou vodivost s vynikající izolací, ideální pro nezorované napájecí zdroje.
Chemická stabilita: Vynikající odolnost proti korozi pro dlouhodobé použití v drsném prostředí.
2. srovnání výkonu
Ii. Teorie teorie a návrh rozptylu tepla
1. Mechanismy přenosu tepla
1. konvekce:
- sleduje Newtonův zákon chlazení a spoléhá se na pohyb tekutiny (např. Air). Nucená konvekce (např. Fanoušci) zvyšuje výměnu tepla.
2. vedení:
- Účinnost závisí na:
- Efektivní kontaktní oblast
- Tloušťka materiálu
- Tepelná vodivost (λ)
(Kovy zde tradičně dominují)
3. záření:
- Infračervené záření (8–14 μm vlnové délky) přenáší energii, ovlivněnou:
- Geometrie chladiče
- Efektivní plocha povrchu záření
- Emisivita materiálu
2. model tepelného odporu
Celkový tepelný odpor systému (RJ1 - RJ5) je součet řady. Tepelné vodivé plasty optimalizují dva kritické odpory:
RJ3 (Odolnost proti materiálu substrátu)
RJ5 (odpor rozhraní na rozhraní chladiče a vzduchu)
3. Kritická prahová tepelná vodivost
Když λ> 5 w/m · k a tloušťka <5 mm, dominuje konvekce, což umožňuje plastům odpovídat kovovému výkonu.
4. plast vs. kovová tepelná vodivost
Tradiční pohled: Kovy (např. Hliník, λ200 W/M · K) dominují LED tepelnými umyvadly, zatímco plasty (λ <1 w/m · k) selhávají.
Klíčové zjištění:
1. Nízká λ (<5 W/M · K): Konvenční plasty (λ <1 W/M · K) pod výkon.
2. Průlomový rozsah (λ≥5 W/M · K + tloušťka <5 mm): Konvekce řídí, dopad se snižuje.
3. Substituční proveditelnost: Plasty s λ≥20 W/M · K (1/10 kovů) a <5 mm tepelný zdroj vzdálenosti dosahují srovnatelného výkonu.
Inovace: Tepelné vodivé plasty (λ≥5 W/M · K + Návrh tenké stěny) narušuje paradigmata závislá na kovu.
Iii. Složení a výběr materiálu
1. Tepelné plniva
Kovový: elektronový řízený (např. Cu/Al prášek)-efektivní, ale vodivý.
Nekovová: fonon-řízený (např. Al₂o₃, Bn)-elektricky izolační.
2. Porovnání výplňového výkonu
3. matice a formulace
Polymery: PPS, PA6/66, LCP, PC - Odolnost teploty rovnováhy, zpracovatelnost a náklady.
Typy výkonu:
Izolace: plniva oxidu/nitridu (např. Al₂o₃ + PA6).
Vodivé: kovové/grafitové plnivy (např. Uhlík + PA).
IV. Přehled trhu a produkty
1. Globální značky
SABIC: DTK22, OX11315, OX10324, PX11311U, PX11313, PX13322, PX13012, PX10323
Engalior: D5506, D3612, Stanyl-TC154/155, TKX1010D, D8102, Stanyl-TC153
Celanese: D5120
2. kritéria výběru materiálu
Tepelný výkon: Vysoké plniva (BN/SIC pro náročné aplikace).
Elektrická bezpečnost: Izolační výplně (Al₂o₃/BN).
Formability: Polymery s vysokým průtokem (např. Nylon) pro komplexní části.
Náklady: Al₂o₃ je nákladově efektivní; BN je prémiová.
3. inovace průmyslu
Materiál R&D: Vysoce plní, kompozity s nízkou viscozitou (technologie nanofillerů).
Průlom výkonu: Izolační plasty dosahující λ> 5 w/m · k.
4. Výhled na trh
Poptávka poháněná 5G, EV a mini adopcí LED, roste poptávka pro lehká tepelná řešení (např. Automotická elektronika, nositelné).