填充型导热塑料研究与应用进展
前言本文以导热填料为主线,对金属、金属氧化物、氮化物、碳材料等功能填料改善塑料导热性能的研究状况进行综述。此外,还介绍了填充复合型导热塑料在LED 灯、管材和换热器等领域的应用进展。
填料种类
1、金属
金属是热的良导体,主要依靠自由电子实现热传导,其声振效应所引起的热传导可忽略。
少量金属加入基体中,便可大幅度提高复合材料的导热和导电性能,在非绝缘场合占据重要位置。
2、金属氧化物
金属氧化物绝大多数为绝缘体,主要是靠声子导热机理实现热传导。与金属相比,其氧化物热导率虽然不高,但价格十分低廉,大量填充到聚合物中也可以达到理想的导热效果。
常用的金属氧化物填料:
▷▷ Al2O3: 一种很常用的导热填料,相对于聚合物材料具有较高的热导率,较好的介电性能和相对低廉的价格。
▷▷ MgO:相对于Al2O3,MgO在空气中易吸潮,增黏性较强,不能大量填充,且耐酸性差,很容易被酸腐蚀,因此限制了其在酸性环境中的应用。但是,采用与热导率较高的氮化物复配的方式,少量填充MgO,可以降低复合材料的成本。
在高粉体填充时,熔体黏度增大,加工较困难,ZnO 的增黏性较MgO 低,将其填充到尼龙(PA)6 中,制得的导热塑料具有更高的热导率和加工流动性。当改性后的ZnO 的体积分数为25% 时,复合材料的热导率达到1.05 W/(m·K)。
3、氮化物
相对于金属氧化物,金属氮化物热导率高、线膨胀系数低、耐高温、电绝缘性好并具....
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