2025-04-15
I. Kluczowe charakterystyka tworzyw termicznych przewodzących
1. Zalety wydajności
Zaleta wagowa: Przy gęstości tylko dwie trzecie stopów aluminium znacznie zwiększają lekkie produkty.
Wydajność formowania: Wykorzystaj procesy formowania wtrysku, eliminowanie etapów przetwarzania po przetwarzaniu w tradycyjnych cyklach obróbki metalu i skracanie cykli produkcyjnych.
Opłacalność: doskonały wskaźnik wydajności ceny ze względu na wydajność przetwarzania, redukcję masy ciała i przyjazność dla środowiska.
Korzyści środowiskowe: czystsze procesy produkcyjne, zdolność do recyklingu i niższy ślad węglowy w porównaniu z metali i ceramiki.
Elastyczność projektowania: Włącz złożone geometrie i struktury cienkościenne do różnych zastosowań.
Bezpieczeństwo elektryczne: Połącz przewodność cieplną z doskonałą izolacją, idealną do nie izolowanych zasilaczy.
Stabilność chemiczna: wyjątkowy odporność na korozję do długoterminowego stosowania w trudnych środowiskach.
2. Porównanie wydajności
Ii. Teoria termiczna i projekt rozpraszania ciepła
1. Mechanizmy przenoszenia ciepła
1. Konwekcja:
- Śledzi prawo chłodzenia Newtona, polegające na ruchu płynu (np. Air). Wymuszona konwekcja (np. Wentylatory) poprawia wymianę ciepła.
2. Przewodnictwo:
- Wydajność zależy od:
- Skuteczny obszar kontaktowy
- Grubość materiału
- przewodność cieplna (λ)
(Metale tradycyjnie dominują tutaj)
3. Promieniowanie:
- Promieniowanie w podczerwieni (długość fali 8–14 μM) przenosi energię, pod wpływem:
- Geometria radiatora
- Efektywna powierzchnia promieniowania
- Emisyjność materialna
2. Model oporności termicznej
Całkowita opór termiczny systemu (RJ1 - RJ5) jest sumą szeregową. Trzedne tworzywa sztuczne optymalizują dwie krytyczne rezystancje:
RJ3 (opór materiału podłoża)
RJ5 (odporność na interfejs z radiowlę))
3. Krytyczny próg przewodności cieplnej
Gdy λ> 5 W/m · K i grubość <5 mm dominuje konwekcja, umożliwiając tworzywa sztuczne dopasowanie wydajności metalu.
4. PRZEWODNOŚĆ PRZEWODNIKA ANETOWE
Tradycyjny widok: Metale (np. Aluminium, λ≈200 W/m · K) dominują z radiatorów LED, podczas gdy tworzywa sztuczne (λ <1 w/m · k) zawodzą.
Kluczowe ustalenia:
1. Niski λ (<5 W/m · k): konwencjonalne tworzywa sztuczne (λ <1 w/m · k) gorsze wyniki.
2. Zakres przełomowy (λ≥5 W/M · K + Grubość <5 mm): oparta na konwekcji, λ uderzenie zmniejsza się.
3. Wykonalność podstawienia: tworzywa sztuczne z λ≥20 W/m · K (1/10 metali) i <5 mm odległość źródła ciepła osiągają porównywalną wydajność.
Innowacja: tworzywa termiczne przewodzące (λ ≥5 W/m · K + Cienka Wall Projekt) Zakłócenie paradygmatów zależnych od metalu.
Iii. Skład materiału i wybór
1. Wypełniacze termiczne
Metaliczny: napędzany elektronami (np. Cu/Al Powder)-wydajny, ale przewodzący.
Niemetaliczne: napędzane fononem (np. Al₂o₃, Bn)-izolacja elektryczna.
2. Porównanie wydajności wypełnienia
3. Matryca i preparat
Polimery: PPS, PA6/66, LCP, PC - odporność na temperaturę bilansu, możliwość przetwarzania i koszty.
Rodzaje wydajności:
Izolacja: wypełniacze tlenku/azotków (np. AL₂O₃ + PA6).
Przewód: wypełniacze metalu/grafitu (np. Carbon + PA).
Iv. Przegląd rynku i produkty
1. Globalne marki
SABIC: DTK22, OX11315, OX10324, PX11311U, PX11313, PX13322, PX13012, PX10323
Envalior: D5506, D3612, stanyl-TC154/155, TKX1010D, D8102, stanylo-TC153
Celanese: D5120
2. Kryteria wyboru materiału
Wydajność termiczna: wypełniacze High-λ (BN/SIC dla wymagających zastosowań).
Bezpieczeństwo elektryczne: wypełniacze izolacyjne (AL₂O₃/BN).
Formalność: polimery o wysokim przepływie (np. Nylon) dla złożonych części.
Koszt: Al₂o₃ jest opłacalny; BN jest premium.
3. Innowacje branżowe
Materiał badań i rozwoju: kompozytów o niskiej wartości i niskiej wartości (technologia nanofiller).
Przełom wydajności: izolacja tworzyw sztucznych osiągających λ> 5 W/m · k.
4. Perspektywy rynkowe
Prowadzony przez 5G, EVS i mini adopcję LED, popyt rośnie na lekkie rozwiązania termiczne (np. Elektronika samochodowa, urządzenia do noszenia).