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浅谈:导热硅酮胶性能及运用

来源:广州市白云化工实业有限公司  作者:byonline  日期:2019-11-13
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    随着科学技术的不断进步和工业生产的飞速发展,金属、金属氧化物和其它非金属材料等这些传统意义上的导热材料已无法满足许多特殊场合的生产应用要求。例如航空、航天、电子电气等高科技领域就要求导热材料具有良好的综合性能,既能为电子元器件的散热提供可靠高效的途径,又能通过绝缘和减震作用对电子元器件进行保护,导热硅酮胶正好兼具这样的综合性能。

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  随着科学技术的不断进步和工业生产的飞速发展,金属金属氧化物和其它非金属材料等这些传统意义上的导热材料已无法满足许多特殊场合的生产应用要求。例如航空、航天、电子电气等高科技领域就要求导热材料具有良好的综合性能,既能为电子元器件的散热提供可靠高效的途径,又能通过绝缘和减震作用对电子元器件进行保护,导热硅酮胶正好兼具这样的综合性能。

  导热硅酮胶以其良好的绝缘、减震和散热特性,为电子元器件向微型化、智能化方向发展做出了重大贡献,其在电子元器件领域不可或缺的作用是有目共睹的。然而,随着电子元器件不断向轻薄短小化发展,半导体材料的热环境逐渐转向高温化,及时、安全、高效的散热途径成为影响其使用性能的关键因素。为保障电子元器件运行和使用的稳定性,对导热硅酮胶的研究和开发就显得尤为重要。另外,在现代工业中,导热硅酮胶不仅可以广泛应用于航空、航天、电子电气等高科技领域中,而且还可以作为普通导热材料应用于热交换器太阳能热水器、蓄电池冷却器等常见设备中,或是作为一些封闭、装饰、埋嵌材料应用于日常生活中。

  导热硅酮胶是以硅橡胶体作为基体,填充其他高导热填料而得到的导热性能优异的复合材料。硅橡胶分子链的分子结构单元以“—Si—O—”为主,其侧链上含有机基团,因此兼具了无机性质和有机性质。相对于天然橡胶合成橡胶,硅橡胶的耐老化、耐高低温、生理惰性、电气绝缘、脱模性好等许多优异性能显得尤为突出。普通硅橡胶的导热性能通常比较差, 其导热率(词条“导热率”由行业大百科提供)一般只有0.2W/m·K左右,远不能满足当今社会的生产应用需求。但若是在硅橡胶中加入了导热填料,其导热性能将会发生明显改变。目前,常用的导热填料有金属或金属氧化物(如Al、Cu、Al2O3、MgO等)和非金属材料(如SiC、石墨、炭黑等),其中Al2O3是金属氧化物中最常用的导热填料,SiC是非金属材料中最常用的导热填料。

  与传统的导热材料相比,目前生产的导热硅酮胶的导热率普遍比较低。因此,提高导热性能在当前导热硅酮胶的研究和开发中仍占主导地位。国内外许多学者都在导热硅酮胶的导热改性方面做了大量研究,这些研究主要集中在填料的粒径分布、填料的表面处理及改性、填料的简单共混等填充改性方面,然而,对于导热硅酮胶基体材料在导热机理、导热模型等方面的研究却不是很深入,导热率预测理论往往比较局限,缺乏科学的理论支持。所以导热机理的深入探索、基体材料的物理化学改性和新型导热填料的开发将是未来导热硅酮胶导热改性研究的主要方向。

  目前,国内外生产和销售导热硅酮胶的公司并不少见,实际应用中导热率在0.6W/m·K以上基本上能满足大部分电子器件的使用要求。然而,随着当代许多高科技领域的快速发展,人类对导热硅酮胶导热性能的要求也越来越高,高导热在微电子、通信等行业应用越来越广泛。因此,研究和开发提高导热硅酮胶导热性能的途径,对于未来社会中导热硅酮胶的广泛应用具有重要意义。另外,作为一种综合性能优异的复合材料,导热硅酮胶在拥有高导热性能的同时,还应该具有弹性体材料的其它性能。理想的导热硅酮胶应该兼具高导热性、高柔韧性、绝缘性、抗热疲劳性、使用的稳定性和广泛性等许多优异的性能。所以,综合考虑各方面的因素,取得各性能相互之间的最佳平衡,将是未来成功开发各类导热硅酮胶产品的关键。

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