添加哪些導(dǎo)熱材料可以提高PA610的導(dǎo)熱率?

     大多數(shù)金屬材料的導(dǎo)熱性較好，可用于散熱器、熱交換材料、余熱回收、剎車片及印刷線路板等場(chǎng)合。但金屬材料的耐腐蝕性不限制了一些領(lǐng)域的應(yīng)用，具體如化工生產(chǎn)和廢水處理中的熱交換器、導(dǎo)熱管、太陽(yáng)能熱水器及蓄電池冷卻器等。隨著電氣領(lǐng)域集成技術(shù)和組裝技術(shù)的迅速發(fā)展，電子元器件和邏輯電路的體積成千倍、萬(wàn)倍的縮小，迫切需要具有高散熱性的絕緣封裝材料，而傳統(tǒng)的金屬、金屬氧化物、金屬氮化物和炭類導(dǎo)熱材料已無(wú)法滿足此類需要，人們將目光投向具有優(yōu)異綜合性能的塑料上來(lái)。

     可用于塑料添加的導(dǎo)熱材料如下。

     (1)金屬粉末和片  常用的填充材料為鋁、銅、錫、銀及鐵等金屬粉末和片，導(dǎo)熱性很好。缺點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電，添加量太大而影響復(fù)合材私的性能。其中以鋁和銅類應(yīng)用最多，具體實(shí)例如下。

     ①hdpe/鐵粉  在hdpe樹脂中，當(dāng)加入25%體積分?jǐn)?shù)的鐵粉時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到1. 4w/(m．k)。

     ②ep/銅粉  在環(huán)氧樹脂中加入40%體積分?jǐn)?shù)的銅粉（粒徑50um）時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到0.9w/(m．k)。

     ③pp/鋁片  在pp和酚醛樹脂中填充18%～22%體積分?jǐn)?shù)的鋁薄片（40/1的長(zhǎng)徑比）時(shí)，熱導(dǎo)率接近純鋁的80%。

     ④pp/鋁粉  在pp中加入30%粒徑為50um的鋁粉，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為3. 58w/(m．k)，是純pp的14倍；但綜合力學(xué)性能下降，如拉伸強(qiáng)度為24mpa、沖擊強(qiáng)度為7.3kj/m2。

     ⑤環(huán)氧樹脂／鋁粉  按環(huán)氧樹脂／固化劑／鋁粉以100/8/34的比例混合，澆鑄成型為制品，熱導(dǎo)率為4. 60w/(m．k)，尺寸穩(wěn)定性好，拉伸強(qiáng)度81mpa，壓縮強(qiáng)度215mpa。

     (2)金屬纖維  主要為銅、不銹鋼、鐵等纖維，導(dǎo)熱效果好于金屬粉末才，添加量也少于金屬粉末，對(duì)復(fù)合材料的性能影響小。缺點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電，添加量仍然偏大。如pp/銅纖維／石墨，pp中加入銅纖維和石墨，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)8.65w/(m-k)。

     (3)鍍金屬纖維  主要有碳纖維鍍鎳、碳纖維鍍銅等，優(yōu)點(diǎn)是添加質(zhì)量比例大大降低，對(duì)復(fù)合材料的性能影響。缺點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電。

     (4)金屬氧化物  金屬氧化物包括氧化鋅、氧化銅、氧化鎂、氧化鈹及氧化鋁等，優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)不導(dǎo)電。

     ①ldpe/a12o3  以65um和8um兩種a12o3混合加入，當(dāng)a12o3的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到70%時(shí)，采用熔體澆鑄法成型加工，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為4.6w/(m．k)。

     ②硅橡膠/a12o3  當(dāng)a12o3的用量為硅橡膠的3倍時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為2. 72w/(m．k)。

     (5)金屬氮化物  主要品種有氮化鋁、氮化硅及氮化硼(bn等，為新興的導(dǎo)熱材料，優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)不導(dǎo)電，缺點(diǎn)為價(jià)格高。

     ①環(huán)氧樹脂/a1n  環(huán)氧樹脂用線型酚醛環(huán)氧樹脂，當(dāng)ain的體積分?jǐn)?shù)為70%時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為14w/(m．k)，介電常數(shù)很低，線膨脹系數(shù)很小，可用于電子封裝材料。

     ②酚醛樹脂/ain  當(dāng)ain的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到78. 5%時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為32.5w/(m . k)，可用于電子封裝材料。

     ③pe/ain  當(dāng)ain的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到30. 2%時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為2. 44w/(m．k)。

     ④uhmwpe/ain  在uhmwpe樹脂中加入30. 2%ain纖維，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到2. 44w/(m . k)。

     ⑤ep/陶瓷  在環(huán)氧樹脂中，加入30：《體積分?jǐn)?shù)的陶瓷(ba-tio3、si、sic、stio2、tio2、zno)，  另加入0.3%摻雜金屬(ai、cr、li、ti)等，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為2.06w/(m，k)。

     ⑥bn/pb（聚苯并思嗪）  當(dāng)bn的含量為88%時(shí)，復(fù)合材料導(dǎo)率為32.5w/(m．k)。而且bn的絕緣性高，是理想的導(dǎo)熱電子封裝材料，美國(guó)先進(jìn)陶瓷公司和epic公司已開發(fā)出熱導(dǎo)率20～35w/(m . k)的封裝材料，可進(jìn)行模壓成型，已用于電子封裝、集成電路板電子控制元件等。

     ⑦ain/pvdf  7um的a1n粒子和晶須以25/1的比例混合，總加入量達(dá)到60%體積分?jǐn)?shù)時(shí)，熱導(dǎo)率為11. 5w/(m．k)。

     ⑧a1n/pf  當(dāng)ain的添加達(dá)到78.5%體積分?jǐn)?shù)時(shí)，熱導(dǎo)率為32. 5w/(m .k)。

     (6)金屬碳化物  主要有碳化硅等為新興的導(dǎo)熱材料，優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)熱同時(shí)不導(dǎo)電，缺點(diǎn)為價(jià)格高。

     (7)半導(dǎo)體材料  主要有硅、硼等。

     (8)炭類填料    具體品種為炭黑、碳纖維、石墨、碳納米管，導(dǎo)熱同時(shí)導(dǎo)電。

     加入碳纖維，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到10w/(m . k)。用鈦酸酯偶聯(lián)劑ndz101對(duì)石墨進(jìn)行表面處理，可得導(dǎo)熱、導(dǎo)電、力學(xué)性能均好的ldpe/石墨復(fù)合材料。

     ①hdpe/石墨  當(dāng)石墨的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)，熱導(dǎo)率為1.53w/(m．k)。當(dāng)石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到40%時(shí)，熱導(dǎo)率為11. 6～23.0w/(m . k)，拉伸強(qiáng)度為40~60mpa。當(dāng)石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)60達(dá)到50%時(shí)，熱導(dǎo)率為47. 4w/(m．k)。

     ②環(huán)氧樹脂／天然磷片石墨  當(dāng)天然磷片石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到60%時(shí)，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為10w/(m . k)，比純ep提高50倍左右。

     ③cf/ep  當(dāng)cf的含量達(dá)到56%時(shí)，熱導(dǎo)率為695w/(m . k)，相對(duì)密度為1. 48。

     ④ldpe/石墨  在ldpe樹脂中，加入25%體積分?jǐn)?shù)的石墨，進(jìn)行粉末混合，熱導(dǎo)率可達(dá)2w/(m . k)。

     ⑤pp/石墨  用pp粉（牌號(hào)為1 300或1 330），熔體流動(dòng)指數(shù)不大于lg/l0min，加入75um的鱗片石墨30 %，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)到2.4w/(m . k)。

     ⑥cpvc/石墨  在cpvc[熱導(dǎo)率為0.166w／(m.k)樹脂中，隨石墨加入量的增加，其熱導(dǎo)率發(fā)生變化。當(dāng)加入50%石墨時(shí)，熱導(dǎo)率可達(dá)3.2w/(m . k)，提高20倍之多。

     (9)其他無(wú)機(jī)物  主要包括硫酸鋇、硫化鉛及云母等。如pp/云母，云母的熱導(dǎo)率雖然不高，但在塑料中形成霓互連網(wǎng)絡(luò)的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅粉，因此在相同填量下pp/銅粉的熱導(dǎo)率為1.25w/(m．k)，而pp/云母的熱導(dǎo)率為2.5w/(m . k)。

    (10)有機(jī)填充導(dǎo)熱材料  常用的導(dǎo)熱聚合物有聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯及聚噻吩等導(dǎo)電性能優(yōu)異的聚合物。其優(yōu)點(diǎn)為綜合性能好，相對(duì)密度低；缺點(diǎn)為價(jià)格高。