Ainda lutando com a dissipação de calor de plástico? Aqui está um guia de compras abrangente para plásticos térmicos condutores!

I. Principais características dos plásticos termicamente condutores

1. Vantagens de desempenho

Vantagem de peso: com uma densidade apenas dois terços da das ligas de alumínio, elas aumentam significativamente a leveza do produto.

Eficiência de moldagem: Utilize processos de moldagem por injeção, eliminando etapas de pós-processamento na usinagem tradicional de metal e encurtando ciclos de produção.

Eficácia de custo-benefício: índice superior de preços-desempenho devido à eficiência do processamento, redução de peso do material e eco-filidade.

Benefícios ambientais: processos de produção mais limpa, reciclabilidade e menor pegada de carbono em comparação com metais e cerâmica.

Flexibilidade do projeto: ative geometrias complexas e estruturas de paredes finas para diversas aplicações.

Segurança elétrica: combine a condutividade térmica com excelente isolamento, ideal para fontes de alimentação não isoladas.

Estabilidade química: excelente resistência à corrosão para uso a longo prazo em ambientes agressivos.

2. Comparação de desempenho

Ii. Teoria térmica e design de dissipação de calor

1. Mecanismos de transferência de calor

1. Convecção:

- Segue a lei de resfriamento de Newton, confiando no movimento fluido (por exemplo, ar). A convecção forçada (por exemplo, fãs) aumenta a troca de calor.

2. Condução:

- A eficiência depende de:

- Área de contato eficaz

- Espessura do material

- Condutividade térmica (λ)

(Metais tradicionalmente dominam aqui)

3. Radiação:

- A radiação infravermelha (8-14 μm de comprimento de onda) transfere energia, influenciada por:

- Geometria de dissipador de calor

- Área de superfície de radiação eficaz

- Emissividade do material

2. Modelo de resistência térmica

A resistência térmica total do sistema (RJ1 - RJ5) é uma soma em série. Os plásticos térmicos condutores otimizam duas resistências críticas:

RJ3 (resistência ao material do substrato)

RJ5 (resistência à interface do ar de dissipador de calor)

3. Limiar crítico de condutividade térmica

Quando λ> 5 w/m · k e espessura <5 mm, a convecção domina, permitindo que os plásticos correspondam ao desempenho do metal.

4. Plástico vs. condutividade térmica de metal

Vista tradicional: os metais (por exemplo, alumínio, λ≈200 w/m · k) dominam os dissipadores de calor do LED, enquanto os plásticos (λ <1 w/m · k) falham.

Principais resultados:

1. Baixo λ (<5 W/m · k): plásticos convencionais (λ <1 w/m · k) com desempenho inferior.

2. Faixa de avanço (λ≥5 w/m · k + espessura <5 mm): Aumentação acionada por convecção, o impacto λ diminui.

3. Viabilidade de substituição: plásticos com λ≥20 W/m · k (1/10 de metais) e <5 mm de distância de fonte de calor atinge desempenho comparável.

Inovação: plásticos térmicos condutores (λ≥5 w/m · k + design de parede fino) interrompe os paradigmas dependentes de metais.

Iii. Composição e seleção de material

1. Enchimentos térmicos

Metálico: acionado por elétrons (por exemplo, Cu/AL em pó)-eficiente, mas condutor.

Não-metálico: acionado por fonon (por exemplo, Al₂o₃, BN)-isolante eletricamente.

2. Comparação de desempenho de enchimento

3. Matriz e formulação

Polímeros: PPS, PA6/66, LCP, PC - Resistência à temperatura de equilíbrio, processabilidade e custo.

Tipos de desempenho:

Isolante: preenchimentos de óxido/nitreto (por exemplo, Al₂o₃ + PA6).

Condutor: enchimentos de metal/grafite (por exemplo, carbono + PA).

4. Visão geral do mercado e produtos

1. Marcas globais

SABIC: DTK22, OX11315, OX10324, PX11311U, PX11313, PX13322, PX13012, PX10323

Envalior: D5506, D3612, Stanil-TC154/155, TKX1010D, D8102, STANIL-TC153

Celanese: D5120

2. Critérios de seleção de material

Desempenho térmico: cargas de alto nível (BN/SIC para aplicações exigentes).

Segurança elétrica: enchimentos isolantes (Al₂o₃/Bn).

Moldabilidade: polímeros de alto fluxo (por exemplo, nylon) para partes complexas.

Custo: Al₂o₃ é econômico; BN é premium.

3. Inovações do setor

Pesquisa de P&D de material: compósitos de alta viscosidade de baixo visitas (tecnologia de nanofiller).

Avanços de desempenho: plásticos isolantes atingindo λ> 5 w/m · k.

4. Perspectivas de mercado

Impulsionado por 5G, VEs e Mini Adoção LED, a demanda cresce para soluções térmicas leves (por exemplo, eletrônicos automotivos, wearables).