Какая морфология теплопроводящего порошка оксида алюминия обладает хорошей диспергируемостью?
С развитием электронных устройств в сторону миниатюризации и повышения производительности эффективное рассеивание тепла стало ключевым фактором обеспечения стабильной работы устройств. Морфологический выбор теплопроводящего порошка оксида алюминия, используемого в качестве основного наполнителя теплопроводящих материалов, напрямую влияет на теплопроводность и технологию обработки композиционных материалов. Среди различных морфологий сферический оксид алюминия, благодаря своей уникальной геометрической структуре и превосходной текучести, признан решением с наилучшей диспергируемостью и является лидером в области технологических инноваций в области теплопроводящих материалов.
Морфология определяет эффективность: сферический оксид алюминия демонстрирует значительные преимущества в диспергируемости
В области теплопроводящих наполнителей морфология порошка оксида алюминия оказывает решающее влияние на его диспергируемость в матричных материалах. Исследования показали, что порошки оксида алюминия с различной морфологией демонстрируют существенные различия в полимерных матрицах:
Сферический порошок оксида алюминия:Имеет правильную геометрическую форму и гладкую поверхность, что облегчает перекатывание и перемещение частиц в матрице, обеспечивая равномерное распределение. Обладает хорошей текучестью и способен плотно заполнять пустоты в матрице, образуя эффективную теплопроводную сеть и снижая износ смесительного оборудования.
Угловатый/неправильный порошок оксида алюминия:Из-за шероховатой и угловатой поверхности частицы склонны к механическому сцеплению и электростатической адсорбции, что приводит к сильной агломерации. Этот тип порошка обладает плохой текучестью и неравномерным распределением в матрице, образуя области с низкой теплопроводностью.
Волокнистый порошок оксида алюминия:Несмотря на то, что структура с высоким соотношением сторон может обеспечить пути теплопроводности в определенных направлениях, существуют очевидные проблемы с ориентацией, что затрудняет достижение трехмерной однородной дисперсии и повышает вероятность разрушения во время обработки.
Порошок оксида алюминия в форме чешуек:Двумерная плоская структура обуславливает тенденцию к параллельному расположению под действием сдвигающей силы. Несмотря на высокую теплопроводность в плоскости, теплопроводность вне плоскости низкая и склонна к оседанию и расслоению.
Научный механизм: Почему сферическая структура более способствует дисперсии?
Преимущество сферического оксида алюминия в дисперсности обусловлено его уникальным физическим механизмом действия:
Геометрический эффект:Идеально сферические частицы испытывают равномерное распределение сил в поле потока, что снижает локальную концентрацию напряжений, вызванную нерегулярной формой частиц. При распределении размеров частиц в диапазоне 1–5 мкм сферические частицы могут достигать оптимальной плотности упаковки (теоретически до 74%), что значительно выше, чем у угловатых (около 64%) и листовых (около 58%) наполнителей. Плотная упаковка обеспечивает меньше дефектов интерфейса и более целостную сеть теплопроводности.
Характеристики поверхности:Поверхностная энергия сферического оксида алюминия, полученного плазменным методом, относительно низка, а чистота может достигать более 99,99% после очистки, что снижает взаимодействие на границе раздела, вызванное примесями.
Реологическое поведение:Сферические частицы создают эффект качения шара под действием сдвигового усилия, и вязкость системы быстро снижается с увеличением скорости сдвига, проявляя типичные свойства псевдопластичной жидкости. Это облегчает текучесть материала во время обработки и позволяет быстро восстанавливать структурную прочность после остановки процесса, предотвращая осадку.
Отчет из отрасли порошковых колец показывает, что тепловое сопротивление теплопроводящей силиконовой смазки, наполненной сферическим оксидом алюминия, может быть снижено более чем на 50% по сравнению с традиционными продуктами, а разница температур может достигать 15 ℃ в приложениях рассеивания тепла ЦП. Эти данные полностью подтверждают улучшающий эффект хорошего рассеивания на фактическое рассеивание тепла.
подвести итог
В области терморегулирующих материалов разработка морфологии стала ключевой стратегией для улучшения характеристик наполнителей. Сферический оксид алюминия обладает значительными преимуществами в диспергируемости благодаря своей правильной геометрической форме, низкой поверхностной энергии и превосходной текучести, обеспечивая материальную основу для миниатюризации и разработки высокопроизводительных электронных устройств. Благодаря постоянному развитию технологий модификации поверхности и процессов компаундирования сферические наполнители на основе оксида алюминия выходят за рамки традиционных ограничений и играют всё более важную роль в таких областях, как связь 5G, высокопроизводительные микросхемы и транспортные средства на новых источниках энергии.
В будущем, благодаря совместным инновациям в области управления морфологией, поверхностной инженерии и оптимизации формулы, ожидается, что сферический теплопроводящий порошок на основе оксида алюминия позволит создавать точные теплопроводящие сети, что станет революционным прорывом в области материалов для терморегулирования. Технологическое развитие китайских предприятий, таких как Дунчао Новый Материалы, способствует переходу Китая из гиганта в сфере производства материалов в центры производства материалов.