關(guān)鍵材料—導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料

       導(dǎo)熱材料在國防軍事工業(yè)和民間經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程的各個領(lǐng)域中扮演著不可替代的角色，并且隨著互聯(lián)網(wǎng)和微電子技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品功能多樣化、攜帶便捷、超薄等方向發(fā)展。航空、LED 節(jié)能燈、民用軍事領(lǐng)域向體積更小、功率更高的方向發(fā)展，使得導(dǎo)熱材料市場巨大。

一、導(dǎo)熱概念

       所謂導(dǎo)熱即物體之間，由于微觀運(yùn)動單元原子、分子以及自由電子的運(yùn)動產(chǎn)生的能量的傳遞。材料的不同區(qū)域存在溫度差時，熱量將從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域進(jìn)行傳遞，直到整個物體溫度達(dá)到平衡狀態(tài)，表1-1是見導(dǎo)熱填料的熱導(dǎo)率。

       高分子材料雖然具備質(zhì)輕、絕緣且易加工成型等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是高分子材料大多數(shù)都是不良導(dǎo)體，一直無法直接應(yīng)用于一些導(dǎo)熱領(lǐng)域。目前，對高分材料進(jìn)行導(dǎo)熱改性有兩種方法，如表1-2所示。

       本征型導(dǎo)熱高分子材料對設(shè)備、工藝條件等要求高，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；填充改性法，即利用一些熱導(dǎo)率較高的填料對高分子進(jìn)行填充，使填料均勾分散在高分子聚合物中并彼此接觸形成連通的熱傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，從而改善復(fù)合材料的傳熱性能，最常見的PA6導(dǎo)熱復(fù)合材料一般也采用此方法。

二、影響導(dǎo)熱高分子材料熱導(dǎo)率的因素

2.1 髙分子基體

高分子基體的的結(jié)晶度、內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)、是否含極性基團(tuán)以及極性基團(tuán)偶極化程度是影響導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料熱導(dǎo)率的主要因素。

2.2導(dǎo)熱填料

       填充量：高分子材料的熱導(dǎo)率隨導(dǎo)熱填料填充量的增加而不斷提高。當(dāng)填充量越高時，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率越快，這是由于隨著導(dǎo)熱填充量增加，系內(nèi)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善，傳熱加快。

       填料的形態(tài)：導(dǎo)熱填料有球形、纖維狀、晶須、片狀、六角和無定形等形狀，填料自身的熱導(dǎo)率、粒徑尺寸、幾何形狀等因素不僅能夠影響它們在樹脂中的堆積方式而且對復(fù)合材料的熱導(dǎo)率有較大影響。

       基料與填料的界面改性：增加填料和基體之間的界面結(jié)合力和相互作用，可減少界面處的聲子散熱，達(dá)到提高復(fù)合材料的熱導(dǎo)率的目的。

三、導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料的應(yīng)用

       導(dǎo)熱高分子材料包括導(dǎo)熱塑料、導(dǎo)熱橡膠、導(dǎo)熱黏膠劑等已經(jīng)滲透到各個不同的領(lǐng)域中，在替代金屬或其他導(dǎo)熱材料中發(fā)展迅速。

四、結(jié)論

       總之，導(dǎo)熱高分子材料由于其加工溫度低、密度低、易成型、耐腐蝕、絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)金屬材料的耐腐蝕性差、加工難成本高、運(yùn)輸成本高、質(zhì)量重等缺陷，使得市場對導(dǎo)熱高分子的需求會進(jìn)一步加大。

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