2025-04-15
I. Nøkkelegenskaper ved termisk ledende plast
1. ytelsesfordeler
Vektfordel: Med en tetthet bare to tredjedeler av aluminiumslegeringer, forbedrer de lettvekt.
Molding Effektivitet: Bruk injeksjonsstøpingsprosesser, eliminere trinn etter behandling i tradisjonell metallbearbeiding og forkorting av produksjonssykluser.
Kostnadseffektivitet: Overlegen pris-ytelsesgrad på grunn av prosesseringseffektivitet, reduksjon av materialvekt og miljøvennlighet.
Miljøfordeler: renere produksjonsprosesser, resirkulerbarhet og lavere karbonavtrykk sammenlignet med metaller og keramikk.
Designfleksibilitet: Aktiver komplekse geometrier og tynnveggede strukturer for forskjellige applikasjoner.
Elektrisk sikkerhet: Kombiner termisk ledningsevne med utmerket isolasjon, ideell for ikke-isolerte strømforsyninger.
Kjemisk stabilitet: Enestående korrosjonsmotstand for langvarig bruk i tøffe miljøer.
2. Resammenligning
Ii. Termisk teori og varmedissipasjonsdesign
1.
1. Konveksjon:
- Følger Newtons kjølelov, og er avhengige av væske (f.eks. Luft) bevegelse. Tvangskonveksjon (f.eks. Fans) forbedrer varmeutvekslingen.
2. Ledning:
- Effektivitet avhenger av:
- Effektivt kontaktområde
- Materiell tykkelse
- Termisk ledningsevne (λ)
(Metaller dominerer tradisjonelt her)
3. Stråling:
- Infrarød stråling (8–14 μm bølgelengde) overfører energi, påvirket av:
- Geometri av kjøleribbe
- Effektiv strålingsoverflateareal
- Materiell emissivitet
2. Termisk motstandsmodell
Total system termisk motstand (RJ1 - RJ5) er en seriesum. Termisk ledende plast optimaliserer to kritiske motstander:
RJ3 (substratmaterialmotstand)
RJ5 (varmesink-luftgrensesnittmotstand)
3. Kritisk terskel for termisk konduktivitet
Når λ> 5 w/m · k og tykkelse <5 mm, dominerer konveksjon, slik at plast kan matche metallytelse.
4. Plast vs. metall termisk ledningsevne
Tradisjonell visning: Metaller (f.eks. Aluminium, λ≈200 W/m · K) dominerer LED -varmesynger, mens plast (λ <1 W/m · K) mislykkes.
Sentrale funn:
1. Lav λ (<5 w/m · k): Konvensjonell plast (λ <1 w/m · k) underpresterer.
2. Gjennombruddsområde (λ≥5 W/m · K + tykkelse <5 mm): konveksjonsdrevet, λ-påvirkning avtar.
3. Substitusjonsmulighet: Plast med λ≥20 W/m · K (1/10 metaller) og <5 mm varmekildeavstand oppnår sammenlignbar ytelse.
Innovasjon: Termisk ledende plast (λ≥5 W/m · K + tynnveggdesign) forstyrrer metallavhengige paradigmer.
Iii. Materialsammensetning og utvalg
1. Termiske fyllstoffer
Metallisk: Elektrondrevet (f.eks. Cu/Al-pulver)-effektivt, men ledende.
Ikke-metallisk: fonon-drevet (f.eks. Al₂o₃, BN)-elektrisk isolerende.
2. Sammenligning på fyllstoffytelse
3. Matrise og formulering
Polymerer: PPS, PA6/66, LCP, PC - Balansetemperaturmotstand, prosessbarhet og kostnad.
Ytelsestyper:
Isolerende: oksid/nitridfyllere (f.eks. Al₂o₃ + PA6).
Ledende: metall/grafittfyllere (f.eks. Karbon + PA).
IV. Markedsoversikt og produkter
1. Globale merkevarer
SABIC: DTK22, OX11315, OX10324, PX11311U, PX11313, PX13322, PX13012, PX10323
Envalior: D5506, D3612, Stanyl-TC154/155, TKX1010D, D8102, Stanyl-TC153
Celanese: D5120
2. Kriterier for materialvalg
Termisk ytelse: High-λ fylst (BN/SIC for krevende applikasjoner).
Elektrisk sikkerhet: Isolerende fyllstoffer (AL₂O₃/BN).
Moldbarhet: Høystrømningspolymerer (f.eks. Nylon) for komplekse deler.
Kostnad: Al₂o₃ er kostnadseffektiv; BN er premium.
3. bransjeinnovasjoner
Material FoU: High-Filler, Low Viscosity Composites (Nanofiller Technology).
Gjennomføringsgjennombrudd: Isolerende plast som oppnår λ> 5 w/m · k.
4. Markedsutsikter
Drevet av 5G, EVs og Mini LED adopsjon vokser etterspørselen for lette termiske løsninger (f.eks. Automotive elektronikk, wearables).