导热材料是什么?
一、导热材料的定义与衡量指标
导热材料是在普通塑胶中添加有导热性的金属氧化物、石墨纤维或碳纤维等复合而成的塑胶复合材料,以提高其导热性能。
导热性能的好坏,主要用导热系数(单位:W/(m·K))来衡量。导热系数越高的物质,导热性能越优良。
二、导热塑料的两大分类
导热塑料分为两大类:
- 导热导电塑料
- 导热绝缘塑料
选择哪一类,取决于产品的电气环境:需要绝缘的场合(如 LED 灯具外壳、电子封装件)必须选用导热绝缘塑料。
三、导热塑料的主要成分:基体材料与填料
导热塑料主要成分包括基体材料和填料:
基体材料
PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK 等。
填料
AlN(氮化铝)、SiC(碳化硅)、Al2O3(氧化铝)、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。
四、三大类导热填料与选用逻辑
导热填料主要有三大类型:碳材料、无机导热粒子、金属粒子。
选用逻辑:针对此类导热塑料的成本以及绝缘性要求,基本上都是选用无机导热粒子。其中氧化铝、氧化镁、氧化锌因为价格比较便宜,而且做出来的塑料成本、白度容易调整,所以应用比较多。当然也有用其它高导热填料来满足更高导热要求的,其成本也会高出一个台阶。
五、常用无机导热粒子对比:氧化铝 / 氧化镁 / 氧化锌
| 填料 | 导热系数 | 填充量表现 | 综合评价 |
|---|---|---|---|
| 氧化镁(MgO) | 偏高 | 容易增稠,添加量能不能上去是一个问题 | 导热好,但填充受限 |
| 氧化铝(Al2O3,片状) | 中等 | 改性后的填充量也容易上去 | 综合最均衡,改性后可达高填充 |
| 氧化锌(ZnO) | 最差 | 比较难大量填充 | 导热与填充均受限 |
选型结论:追求高填充、成本与绝缘性平衡,优先选改性片状氧化铝;追求导热系数优先且能接受填充量限制,可考虑氧化镁;氧化锌因导热与填充性能均受限,多用于对导热要求不高的场合。
六、常见问题 FAQ
Q1:导热材料是什么? A:导热材料是在普通塑胶中添加有导热性的金属氧化物、石墨纤维或碳纤维等复合而成的塑胶复合材料,用于提高塑胶的导热性能。
Q2:导热性能好坏用什么衡量? A:主要用导热系数衡量,单位为 W/(m·K)。
Q3:导热塑料分为哪两类? A:导热导电塑料和导热绝缘塑料两大类。
Q4:导热塑料的主要成分是什么? A:基体材料和填料。基体材料包括 PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK 等;填料包括 AlN、SiC、Al2O3、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。
Q5:导热填料有哪三大类型? A:碳材料、无机导热粒子、金属粒子三大类。考虑到成本与绝缘性,一般选用无机导热粒子。
Q6:氧化铝、氧化镁、氧化锌有什么区别? A:氧化镁导热系数偏高但容易增稠,填充量受限;片状氧化铝导热效果中等,改性后填充量容易上去;氧化锌导热效果最差且难以大量填充。
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