2025-04-15
I. Kľúčové charakteristiky tepelne vodivých plastov
1. Výhody výkonnosti
Výhoda hmotnosti: S hustotou iba dve tretiny zliatin hliníka výrazne zvyšujú ľahké váhy produktu.
Účinnosť formovania: Využívajte procesy vstrekovania lištu, eliminujte kroky po spracovaní v tradičných kovových obrábaní a skrátení cyklov výroby.
Nákladová efektívnosť: Vynikajúci pomer cenového výkonu v dôsledku účinnosti spracovania, zníženia hmotnosti materiálu a ekologickej prívetivosti.
Environmentálne prínosy: čistejšie výrobné procesy, recyklovateľnosť a nižšia uhlíková stopa v porovnaní s kovmi a keramikou.
Flexibilita dizajnu: Umožnite komplexné geometrie a tenkostenné štruktúry pre rôzne aplikácie.
Elektrická bezpečnosť: Kombinujte tepelnú vodivosť s vynikajúcou izoláciou, ideálna pre neizolované zdroje energie.
Chemická stabilita: Vynikajúca odolnosť proti korózii pri dlhodobom používaní v drsnom prostredí.
2. Porovnanie výkonu
II. Tepelná teória a návrh rozptylu tepla
1. Mechanizmy prenosu tepla
1. Konvekcia:
- Sleduje Newtonov zákon o chladení a spolieha sa na pohyb tekutín (napr. Air). Nútená konvekcia (napr. Ventilátory) zvyšuje výmenu tepla.
2. Vedenie:
- Účinnosť závisí od:
- Efektívna kontaktná oblasť
- Hrúbka materiálu
- tepelná vodivosť (λ)
(Tradične tu dominujú kovy)
3. Žiarenie:
- infračervené žiarenie (8–14 μm vlnová dĺžka) prenáša energiu, ovplyvnenú:
- Geometria chladiča
- Efektívna plocha povrchu žiarenia
- Emisivita materiálu
2. Model tepelného odporu
Celkový systém tepelného odporu (RJ1 - RJ5) je séria. Tepelne vodivé plasty optimalizujú dva kritické odpory:
RJ3 (odpor substrátu materiálu)
RJ5 (odpor rozhrania vzduch-air)
3. Prah kritickej tepelnej vodivosti
Keď λ> 5 w/m · k a hrúbka <5 mm, dominuje konvekcia, čo umožňuje plastom vyrovnať sa kovovým výkonom.
4. Plast vs. kovová tepelná vodivosť
Tradičný pohľad: Kovy (napr. Hliník, λ9 W/m · K) dominujú LED chladiace drezy, zatiaľ čo plasty (λ <1 W/m · k) zlyhávajú.
Kľúčové zistenia:
1. Nízka λ (<5 W/m · k): konvenčné plasty (λ <1 W/m · k) nedostatočne výkonné.
2. Prielomový rozsah (hrúbka λ≥5 w/m · k + <5 mm): konvekčný náraz sa znižuje.
3. Substitučná uskutočniteľnosť: Plastiká s λ≥20 w/m · k (1/10 kovov) a <5 mm vzdialenosť tepelného zdroja dosahujú porovnateľný výkon.
Inovácia: Tepelne vodivé plasty (λ≥5 w/m · k + dizajn tenkej steny) narušujú paradigmy závislé od kovu.
III. Zloženie materiálu
1. Termálne výplne
Kovové: elektrónové poháňané (napr. Cu/Al prášok)-účinný, ale vodivý.
NEMETALICKÉ: FONON DRIVEND (napr. Al₂o₃, BN)-elektricky izolácia.
2. Porovnanie výkonu výplne
3. Matica a formulácia
Polyméry: PPS, PA6/66, LCP, PC - Odolnosť teploty rovnováhy, spracovateľnosť a náklady.
Typy výkonov:
Izolácia: výplne oxidu/nitridu (napr. Al₂o₃ + PA6).
Vodivé: kovové/grafitové výplne (napr. Carbon + PA).
Iv. Prehľad trhu a produkty
1. Globálne značky
SABIC: DTK22, OX11315, OX10324, PX11311U, PX11313, PX13322, PX13012, PX10323
Endalior: D5506, D3612, Stanyl-TC154/155, TKX1010D, D8102, Stanyl-TC153
Celanese: D5120
2. Kritériá výberu materiálu
Tepelný výkon: vysoké výplne (BN/SIC pre náročné aplikácie).
Elektrická bezpečnosť: izolačné výplne (al₂o₃/bn).
LOSSALIBA: Polyméry s vysokým prietokom (napr. Nylon) pre komplexné časti.
Cena: Al₂o₃ je nákladovo efektívny; BN je prémiová.
3. Priemyselné inovácie
Výsledok a vývoj materiálu: vysoké výplne, kompozity s nízkym viskozitou (technológia nanofillerov).
Prielomy výkonnosti: Izolácia plastov Dosiahnutia λ> 5 w/m · k.
4. Výhľad trhu
Dopyt po ľahkých tepelných roztokoch (napr. Automobilová elektronika, nositeľné výrobky), poháňané 5G, EV a mini LED adopciami.