东超凝胶导热粉体材料，助力电子行业应对高导热、高挤出、低比重挑战
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责任编辑：东莞东超新材料科技有限公司
发表时间：2024-05-23
随着科技的飞速进步，电子行业正以惊人的速度发展，新产品和技术的要求也越来越高。在这个行业中，导热材料尤其面临着多重挑战，包括提高导热性能、确保良好的挤出性以及降低产品比重等。
高导热性能是电子设备散热的关键，尤其是在高性能计算、智能手机和电动汽车等领域。随着设备变得更小、更强大，它们产生的热量也更多，因此需要更有效的热管理解决方案。这就要求导热材料不仅要具备高导热系数，还要能够在紧凑的空间中高效传导热量。
同时，高挤出性是生产过程中的重要考量。导热材料需要能够在制造过程中顺利挤出，以便于形成精确的形状和尺寸，满足不同电子组件的装配需求。挤出性的好坏直接影响到生产效率和产品的一致性。
此外，低比重也是一个重要的指标。在航空、航天和便携式电子设备等应用中，重量是一个关键因素。减轻产品的重量不仅可以提高能源效率，还能增加携带便利性，提升用户体验。
为了应对这些挑战，材料科学家和工程师们正在不断研发新的导热材料和技术。这包括开发新型导热填料、改进配方和制造工艺，以及采用先进的表面处理技术，以提高导热材料的综合性能。如：如果我们要让导热凝胶达到10.0（W/m·K）的导热系数，就需要往里面加入很多高导热粉体。但这样做会让凝胶变得很粘，挤出速度变慢，成本也会增加。单组份硅凝胶实现高导热的同时，能兼具良好的挤出性和可靠性吗？如何提高6~7W/（m·K）导热凝胶抗垂流、抗开裂性能？导热凝胶导热系数从2.5提升至4.0，比重还能控制在2.4？如何提高6~7W/（m·K）导热凝胶的粘附力等等产品相关问题
东超新材有了解决办法。利用多年处理粉体的经验，开发了一种特别的导热粉体。这种粉体是由高导热和低密度的无机非金属粉体混合而成，并且用了一种最新的技术进行了改性处理。这样处理过的粉体在硅油中能够很好地分散，形成紧密的填充，而且不会让凝胶变得太粘。这样，凝胶就能在保持高导热的同时，还能以较快的速度挤出，而且成本也比较合理。
接下来，我们来看看如何提高6~7W/（m·K）导热凝胶的粘附力。通常，为了达到这个导热系数，我们需要加入很多导热粉体，但这会让凝胶变得粘稠，不容易排出气泡，导致粘附力变弱，容易从器件上滑落。有什么好办法呢？
东超新材又想出了一个妙招。用不同大小的高导热粉体作为原料，并通过一种特殊的处理技术，让这些粉体能够很好地与硅油结合，容易分散均匀，形成紧密的堆积。这样制成的导热粉体材料，不仅让导热凝胶达到了高导热率，还保持了良好的挤出性、粘性和附着力。这样一来，凝胶就能牢牢粘在器件上，不会轻易滑落了。
10.0W/（m·K）单组份硅凝胶用导热粉解决方案
要实现10.0W/(m·K)的高导热性能，同时确保单组份硅凝胶具有良好的挤出性和可靠性，传统的填充方法面临着诸多挑战。常用的氧化铝填料，即使在大量填充的情况下，也难以达到所需的导热系数，并且会带来粘度增加和挤出性能下降的问题。氮化物填料则可能导致材料过度增稠，影响挤出，或者在水解作用下长期稳定性不足，无法满足行业标准的双85测试。此外，其他一些高导热材料，如碳材料和金属材料，虽然导热性能优越，但绝缘性能不佳，不符合电子行业对电绝缘性的要求。
为了克服这些难题，关键在于采用先进的导热填料技术。例如，东超新材提供的导热粉体材料，它们以特种高导热填料为基础，并结合了自主设计合成的多功能有机化合物进行表面修饰。这种修饰作用不仅增强了填料与硅凝胶基体之间的相容性，而且显著降低了复合材料的内部摩擦，从而确保在高填充率下，材料依然能够保持良好的加工性能和可靠性。
通过这种创新的方法，可以构建出高效的导热网络，使得单组份硅凝胶能够在不牺牲挤出性的前提下，达到10.0W/(m·K)的高导热系数。这种材料的开发，不仅提高了硅凝胶的热管理性能，而且拓宽了其在电子行业中应用的范围，特别是在需要高可靠性和电绝缘性的场合。通过不断的材料优化和工艺改进，可以预见未来硅凝胶将在更多高性能热管理解决方案中发挥重要作用。
如何提高6~7W/（m·K）导热凝胶抗垂流、抗开裂性能？
在提高6~7W/(m·K)导热凝胶的抗垂流和抗开裂性能方面，传统的解决方案面临着挑战。当这些导热凝胶被用于填充竖直发热器件与散热器件之间较大的间隙时，例如在RRU基站等应用场景中，它们在冷热交替的环境下容易发生滑移，甚至出现开裂，这会导致热传递效率下降，进而影响设备的稳定运行。为了解决这一问题，东超新材采用了创新的技术手段。
东超新材开发了一种新型的耐高温处理剂，用于对高导热粉体组合物进行均匀的表面改性。这种处理剂有效地降低了粉体颗粒表面的极性，从而增强了粉体与硅油基体之间的结合力。此外，经过改性的颗粒之间形成了更加致密的堆积结构，这不仅提高了导热凝胶的整体粘度，还增强了其黏性和附着力。
通过这种表面改性技术，导热凝胶在经受冷热冲击的条件下，展现出了显著改善的抗垂流和抗开裂性能。这种改性的导热凝胶不仅能够更好地保持在指定的位置，而且即使在温度变化引起的热膨胀和收缩过程中，也能保持结构的完整性，从而确保了长期稳定的热传递效率。
导热凝胶导热系数从2.5提升至4.0，比重还能控制在2.4？
要将导热凝胶的导热系数从2.5提升到4.0，同时保持比重在2.4不变，看起来是个棘手的问题。通常，提高导热率需要增加导热粉体的含量或者使用更高导热率的粉体，但这往往会导致比重增加和其他加工难题。那么，东超新材是如何做到的呢？
东超新材的秘诀在于他们采用了一种特殊的低密度高导热粉体，并将其与原有的2.5W/m·K低比重凝胶用导热粉混合。他们不断地调整这两种粉体的比例，最终创造出了既有高导热率又不增加比重的凝胶导热粉。
这个新产品之所以能够实现这一点，是因为它的颗粒表面经过了一种特殊的有机高分子化合物处理。这种处理不仅避免了不同导热粉体性能差异大的问题，还确保了粉体在硅油中能够良好分散，并且颗粒之间能够形成紧密的堆积。这样，凝胶在不增加比重的情况下，导热系数就能达到4.0W/m·K，并且在长时间高温条件下也表现出了良好的耐温性（只有轻微的开裂，没有滑移或粉化现象）。
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