3D动漫扶她H片在线观看 浅谈导热凝胶的研究方向 二维码
99
发表时间:2024-01-05 09:40 导热凝胶作为导热界面材料代表产品之一,由于具有较高的导热系数和较低的压缩变形应力,容易操作,可实现可连续性自动化生产而备受关注。随着5G技术日渐成熟,电子设备的散热要求越来越高,对导热凝胶的性能要求也越来越高,其中在高导热性能,以及在保持足够导热性能的基础上,减少或避免渗油,增加与被贴基材的密着力(粘附力)、耐老化等性能,是近年来的主要研究方向。
1、高导热性能 目前提高硅胶导热系数的常规方法是在硅橡胶中加入具有较高导热系数的导热剂粉体如准球/球形/角形氧化铝、耐水解氮化铝、单峰氮化硼、类球形氧化镁、单峰氢氧化铝、氧化锌和碳纳米管等功能性粉体,经过搅拌、混合和封装制成的凝胶状导热材料。 目前按照是否可导电,导热硅橡胶中使用的导热剂粉体可分为导电型导热剂粉体和绝缘型导热剂粉体。导电型导热剂粉体包括镍、铜、银和铝等金属颗粒及碳材料,主要通过声子和电子机制同时导热,因此导热系数较高。但随着导电性填料的加入,硅橡胶的电绝缘性能会降低,限制了应用领域。而绝缘型导热剂粉体主要是金属氧化物和碳族元素的化合物,即使在高填充量情况下,电绝缘性能几乎不受影响,因此绝缘型硅橡胶复合材料在电子、电气领域的应用更广。
2、低渗油性 硅凝胶硫化后为固液共存的状态,交联密度较低(为加成型硅橡胶的1/10~1/5),使得制得的导热硅凝胶容易出现渗油的问题,从而污染电子器件,降低其长时间工作的可靠性,因此在提高有机硅树脂导热率的同时,需要避免渗油的产生。
导热硅凝胶的交联密度越大,其渗油量越小。这是因为交联密度大的导热硅凝胶体系中,更多的有机硅高分子相互反应和交联成完整的网络结构体系,流动性好、未交联树脂基本上不存在,因此减少了渗油量的产生。 导热硅凝胶的流速和渗油率成正比,流速越大,渗油率越大;在硅油黏度保持不变时,随着导热剂粉体的不断增加,导热系数增加,导热硅凝胶的流速出现明显的下降,渗油率也逐渐降低。对于吸油值较高的导热剂粉体,其渗油率相对更低,另外通过改性后使导热剂粉体和硅油的接触效果更好,就更利于构建导热通路,在保持较好的导热系数的同时,渗油率更低。
3、高密着力(粘附力) 在某些应用场合,如电池模组的PET膜和铝合金之间对导热硅凝胶有一定的密着力(粘附力)性能要求。导热硅凝胶的密着力性能主要与胶体的黏性和本体强度相关,胶体的黏性决定了其在粘接界面上的粘接强度的大小,本体强度则决定了胶体本身被破坏时所需要的力,即通常所说的胶体的内聚力。
密着力大小取决于胶体产生的界面粘接力与本体内聚力中较小者。如果胶体的粘接力小于胶体本身被破坏时所需要的内聚力时,发生界面破坏,密着力大小主要取决于胶体的粘接力即黏性;如果胶体的粘接力大于胶体本身被破坏时所需要的内聚力时,发生内聚破坏,密着力大小主要取决于本体内聚力。
通过选择合适粘度的基础聚合物,调控交联剂中的氢含量、导热剂粉体与基体的质量比等来改善导热凝胶的密着力。
4、耐老化性 传统导热凝胶在存储和使用过程中经常会由于受热和零部件挤压容易出现“垂流”和“开裂”等现象,耐候性差,导致界面热阻的大幅升高,废热无法及时导出,最终影响到电子设备的工作表现和使用寿命。 有研究表明通过对有机硅进行改性,增强了导热凝胶的附着力、耐热性;以及通过对导热剂粉体进行改性,及复合导热剂粉体等设计合理配方,既能在整体上提高导热性能,又能赋予了导热凝胶高耐候性、高附着力、抗老化性,改善导热凝胶迁移、变硬、开裂现象。
结语 目前,导热硅凝胶仅限于有机硅基体与常见的导热剂粉体的共混复合,所得到的导热硅凝胶的综合性能欠佳,无法应用于高端领域。因此,需要从有机硅树脂本体、导热剂粉体以及本体和导热剂粉体复合等方面来提升导热硅凝胶的综合性能,如从有机硅基体的类型、分子量及其分布、黏度、比例等方面进行基体的设计,引入功能侧链等方式进行基体的改性,借助树枝状或大环形结构的含氢硅氧烷对基体进行交联度优化,对导热剂粉体进行表面功能化,基体和导热剂粉体复合时对填料的杂化处理等,这些都将成为导热硅凝胶研究的新方向。
随着高频、高速5G时代的到来,电子器件的集成度的提高、联网设备数量的增加以及天线数量的增长,设备的功耗不断增大,发热量也随之快速上升。具有优异综合性能的新型导热硅凝胶也必将成为战略性新兴领域必不可少的材料之一,并广泛应用于各个领域。
参考来源: 陈维斌《导热硅凝胶的研究与应用进展》(中国胶粘剂) 林伟毅等《一种高耐候性的导热凝胶组合物及其制备方法》(发明专利) |
|