Welke morfologie van thermisch geleidend aluminiumoxidepoeder heeft een goede dispergeerbaarheid?
Met de ontwikkeling van elektronische apparaten richting miniaturisatie en hoge prestaties is efficiënte warmteafvoer een sleutelfactor geworden voor een stabiele werking. Als kernvulstof van thermische interfacematerialen heeft de morfologische selectie van thermisch geleidend aluminiumoxidepoeder direct invloed op de thermische geleidbaarheid en verwerkingstechnologie van composietmaterialen. Van de verschillende morfologieën wordt sferisch aluminiumoxide, met zijn unieke geometrische structuur en uitstekende vloeibaarheid, erkend als de oplossing met de beste dispergeerbaarheid en is het een toonaangevende technologische innovatie op het gebied van thermisch geleidende materialen.
Morfologie bepaalt de prestatie: bolvormig aluminiumoxide toont aanzienlijke voordelen op het gebied van dispergeerbaarheid
Op het gebied van thermisch geleidende vulstoffen heeft de morfologie van aluminiumoxidepoeder een doorslaggevende invloed op de dispergeerbaarheid ervan in matrixmaterialen. Studies hebben aangetoond dat aluminiumoxidepoeders met verschillende morfologieën significante verschillen vertonen in polymeermatrices:
Bolvormig aluminiumoxidepoeder:Heeft een regelmatige geometrische vorm en een glad oppervlak, waardoor deeltjes gemakkelijker in de matrix kunnen rollen en bewegen, wat zorgt voor een gelijkmatige dispersie. Het heeft een goede vloeibaarheid en kan de openingen in de matrix goed opvullen, waardoor een efficiënt warmtegeleidingsnetwerk ontstaat en slijtage van de mengapparatuur wordt verminderd.
Hoekig/onregelmatig aluminiumoxidepoeder:Door het ruwe en hoekige oppervlak zijn deeltjes gevoelig voor mechanische in elkaar grijpen en elektrostatische adsorptie, wat leidt tot ernstige agglomeratie. Dit type poeder heeft een slechte vloei en een ongelijkmatige verdeling in de matrix, waardoor "hotspot"-gebieden met een lage thermische geleidbaarheid ontstaan.
Vezelachtig aluminiumoxidepoeder:Hoewel de structuur met een hoge aspectverhouding thermische geleiding in specifieke richtingen kan bieden, zijn er duidelijke oriëntatieproblemen. Hierdoor is het moeilijk om een driedimensionale uniforme spreiding te bereiken en is er kans op breuk tijdens de verwerking.
Vlokvormig aluminiumoxidepoeder:De tweedimensionale, vlakke structuur zorgt ervoor dat de structuur onder schuifspanning de neiging heeft om parallel te worden geplaatst. Hoewel de thermische geleidbaarheid in het vlak hoog is, is de thermische geleidbaarheid buiten het vlak zwak en gevoelig voor verzakking en delaminatie.
Wetenschappelijk mechanisme: Waarom bevordert een bolvormige structuur verspreiding?
Het voordeel van bolvormig aluminiumoxide op het gebied van dispergeerbaarheid komt voort uit het unieke fysieke werkingsmechanisme:
Geometrisch effect:Perfect bolvormige deeltjes ondervinden een gelijkmatige kracht in het stromingsveld, waardoor de lokale spanningsconcentratie, veroorzaakt door onregelmatige vormen, afneemt. Wanneer de deeltjesgrootteverdeling binnen het bereik van 1-5 micron ligt, kunnen bolvormige deeltjes de optimale pakkingsdichtheid bereiken (theoretisch tot 74%), wat veel hoger is dan hoekige (ongeveer 64%) en plaatvormige (ongeveer 58%) vulstoffen. Een dichte pakking betekent minder grensvlakdefecten en een coherenter thermisch geleidingsnetwerk.
Oppervlaktekenmerken:De oppervlakte-energie van bolvormig aluminiumoxide dat met de plasmamethode is bereid, is relatief laag en de zuiverheid kan na de zuiveringsbehandeling meer dan 99,99% bedragen, waardoor de grensvlakinteractie door onzuiverheden wordt verminderd.
Reologisch gedrag:Bolvormige deeltjes veroorzaken een rollend effect van "-ballen onder afschuifkracht, en de viscositeit van het systeem neemt snel af met toenemende afschuifsnelheid, waardoor typische pseudoplastische vloeistofeigenschappen ontstaan. Dit maakt het materiaal gemakkelijker te vloeien tijdens de verwerking en kan de structurele sterkte na het stoppen snel herstellen, waardoor verzakking wordt voorkomen.
Uit een rapport van de poederringindustrie blijkt dat de thermische weerstand van thermisch geleidend siliconenvet gevuld met bolvormig aluminiumoxide met meer dan 50% kan worden verminderd vergeleken met traditionele producten. Bovendien kan het temperatuurverschil oplopen tot 15 ℃ bij CPU-warmteafvoertoepassingen. Deze gegevens bevestigen volledig het verbeterende effect van goede spreiding op de werkelijke warmteafvoer.
samenvatten
Op het gebied van thermisch managementmaterialen is morfologisch ontwerp een belangrijke strategie geworden om de prestaties van vulstoffen te verbeteren. Sferisch aluminiumoxide biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van dispergeerbaarheid dankzij de regelmatige geometrische vorm, lage oppervlakte-energie en uitstekende vloeibaarheid, en vormt daarmee een basismateriaal voor de miniaturisatie en de ontwikkeling van elektronische apparaten met hoog vermogen. Met de voortdurende vooruitgang in oppervlaktemodificatietechnologie en compounderingsprocessen doorbreken sferische aluminiumoxidevulstoffen traditionele grenzen en spelen ze een steeds belangrijkere rol in sectoren zoals 5G-communicatie, geavanceerde chips en nieuwe energievoertuigen.
In de toekomst zal naar verwachting dankzij gezamenlijke innovatie op het gebied van morfologiecontrole, oppervlaktetechniek en formule-optimalisatie sferisch aluminiumoxide thermisch geleidend poeder de nauwkeurige constructie van thermisch geleidende netwerken mogelijk maken, wat revolutionaire doorbraken in thermische managementmaterialen zal opleveren. De technologische accumulatie van binnenlandse bedrijven zoals Dongchao New Materials stimuleert China's transitie van een materiaalgigant naar een grootmacht in de materialensector.