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​影响热导率的因素、导热填料添加越多塑料导热性就越好吗

文章出处:产品百科 责任编辑:东莞东超新材料科技有限公司 发表时间:2023-04-19
        大家都知道塑料本身导热系数低,需要添加导热填料以制成导热材料。但这并不代表,导热填料越多,其导热性就能越好。填料的用量不仅对导热系数产生了影响,还对其他性能会产生重大影响。更高的填料含量并不能成比例的提高导热系数,反而会降低导热塑料加工性能、力学性能等。此外,导热填料通常比工程塑料更为昂贵,因此材料成本将随着填料含量的增加而大幅上升。外加微型化的趋势,导热填料的方向也将做出改变。
导热塑料填料
       一般导热塑料的导热系数主要取决于:塑料的导热系数、填料类型、填料形状(球形、片状或纤维状)、填料尺寸、填料用量等多方面。就像片状或纤维状填料等不等轴填料能够提供更高的导热系数,它们具有更强的交互接触倾向,更有利于形成导热网络,所以能提高塑料的导热性。

(1)树脂基体材料和导热填料的特性
一般情况下,树脂基体材料和导热填料的热导率越高,导热塑料的热导率越高。
(2)导热填料的形状
一般来说,导热填料越容易形成导热通路,导热塑料的导热性能越好。按形成导热通路的容易程度,优选的填料形状为晶须或纤维状,其次为片状,再次为颗粒状。
(3)导热填料的含量
填料在树脂基体中的分布情况决定着导热塑料的导热性能。当填料含量较小时,起到的导热效果不明显;当填料过多时,复合材料的力学性能会受到较大的影响。而当填料含量增至某一值时,填料之间相互作用在体系中形成类似网状或者链状的导热网链,当导热网链的方向与热流方向一致时,导热性能最好。因此,导热填料的含量存在着某一临界值。
(4)导热填料与树脂基体材料界面的结合特性
填料与基体的结合程度越高,导热性能越好,选用合适的偶联剂对填料进行表面处理,热导率可提高10%—20%。
(5)导热填料之间的复配
不同导热填料之间有时可形成互补,如将纤维状和层状或颗粒状的导热填料复配,层状或颗粒状的导热填料有可能会弥补纤维状导热填料之间的空隙,从而进一步完善导热网链,提高热导率。


导热填料

     以非金属填料制备的导热塑料还具备金属材料(尽管它们具有良好的导热系数能)所不具备的一个特殊性能——电绝缘性能。所以,良好的导热性外加电绝缘性的组合,以及塑料的高设计自由度可为技术部件的热管理提供新的方法。

综上所述,在选择导热塑料时应权衡导热系数、加工性能和材料成本之间的关系。就导热塑料而言,是不能单看导热填料用量方面,就决定其导热性好坏的。

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