环氧树脂导热绝缘胶的研制和应用

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环氧树脂导热胶

环氧树脂导热胶

环氧树脂导热胶
一、环氧树脂导热胶的基本概念
环氧树脂导热胶是一种高性能的导热材料,主要由环氧树脂、导热填料、固化剂等组成。

它具有优异的导热性能、良好的机械性能、优异的耐化学性能和耐高温性能等特点,广泛应用于电子、电器、汽车、航空航天等领域。

二、环氧树脂导热胶的制备方法
环氧树脂导热胶的制备方法主要包括以下步骤:
1. 选用合适的环氧树脂和导热填料,按照一定比例混合均匀。

2. 加入适量的固化剂,混合均匀。

3. 混合物经过搅拌、除泡、真空处理等工艺处理,制备成导热胶。

三、环氧树脂导热胶的应用领域
环氧树脂导热胶广泛应用于电子、电器、汽车、航空航天等领域,具体应用如下:
1. 电子领域:用于电子元器件的散热、电路板的导热和固定。

2. 电器领域:用于电机、变压器、继电器等电器设备的散热和固定。

3. 汽车领域:用于汽车发动机、变速器、制动器等部件的散热和固定。

4. 航空航天领域:用于飞机、卫星等航空航天设备的散热和固定。

四、环氧树脂导热胶的性能指标
环氧树脂导热胶的性能指标主要包括导热系数、拉伸强度、断裂伸长率、硬度、
耐化学性能、耐高温性能等。

其中,导热系数是导热胶的重要性能指标,一般要求在0.5-5W/(m·K)之间。

五、环氧树脂导热胶的市场前景
随着电子、电器、汽车、航空航天等领域的不断发展,对高性能导热材料的需求越来越大,环氧树脂导热胶作为一种优秀的导热材料,具有广阔的市场前景。

预计未来几年,环氧树脂导热胶的市场规模将继续扩大。

环氧树脂导热复合材料的研究及其应用

环氧树脂导热复合材料的研究及其应用

环氧树脂导热复合材料的研究及其应用摘要介绍了提高聚合物导热性能的两种基本途径,环氧树脂基导热复合材料的导热机理和导热模型, 概述了国内外近年来在环氧树脂复合材料导热方面的研究开发和应用情况。

关键词:环氧树脂;导热性;复合材料;研究;应用;从20世纪90年代开始,导热高分子复合材料的研究与开发成为功能性复合材料的研究热点之一,受到各国科学家的关注。

近年来, 随着工业生产和科学技术的发展,人们逐渐开发出以环氧树脂为基体的导热粘合剂、涂料和灌封材料等导热材料,来代替传统的金属材料, 解决了金属材料不耐腐蚀、导电等缺点。

但由于环氧树脂是热的不良导体,因此导热高分子材料从基础理论到产品开发,都是高分子材料研究的重要内容[1]。

一、提高聚合物导热性能的途径导热性能是聚合物重要的物理性能之一,对于热流平衡计算,研究聚合物结构与性能的关系,聚合物加工工艺条件的选择和确定及聚合物材料应用的选择和对比等有重要意义,所以受到广泛关注。

提高聚合物导热性能的途径有两种:第一,合成具有高导热系数的结构聚合物。

如具有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等,主要通过电子导热机制实现导热;或具有完整结晶性,通过声子实现导热的聚合物,如平行拉伸HDPE ,在室温下,拉伸倍数为25倍时,平行于分子链的导热系数可达13. 4W/ m·K[2]。

第二,高导热无机物对聚合物进行填充复合制备聚合物/ 无机物导热复合材料,如四川大学高分子研究所王琪等研究了石墨填充高密度聚乙烯基导热复合材料[3] 。

二、填充型高分子复合材料导热机理填充材料自身的导热性能及其在基体中的分布情况以及与基体的相互作用,决定了聚合物基材料的导热性能[4]。

填料用量较小时,填料虽均匀分散于树脂中,但彼此间未能形成相互接触和相互作用,导热性提高不大;填料用量提高到某一临界值时,填料间形成接触和相互作用,体系内形成了类似网状或链状的结构形态,即形成导热网链。

当导热网链的取向与热流方向一致时,材料导热性能提高很快;体系中在热流方向上未形成导热网链时,会造成热流方向上热阻很大,导致材料导热性能很差[5]。

环氧树脂的绝缘性能应用资料

环氧树脂的绝缘性能应用资料

一、环氧树脂在电工绝缘领域中应用的特点二十世纪四十年代末,环氧树脂开始被应用于电工绝缘领域,至今已经有五十余年的历史。

双酚A型环氧树脂/酸酐体系是当前输变电设备绝缘浇注材料的主要品种,其优点突出:✓具有良好的粘接性;✓固化过程中收缩率低;✓在固化过程中不产生小分子;✓耐热性、耐药品性优良;✓机械强度高;✓电气绝缘性能优良。

但其缺点也很明显:✓脆性大,抗开裂性能差:如产品浇注后开裂,存放期开裂,低温开裂,在线路运行中开裂;✓脆性往往导致设备性能不达标:如局放不达标,耐冷热冲击不达标,动热稳定性不达标,绝缘子抗弯力不达标等;随着对输变电设备性能要求的提高,问题越发突显出来。

例如:1、结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著,更容易开裂;2、设备使用条件更加严酷,如需要经受强烈温度冲击,适应电网运行波动,提高动热稳定性,保证长期质量,降低局放等。

二、环氧树脂绝缘层受力情况分析产生上述问题的原因在于环氧树绝缘材料在输变电设备制造过程及使用过程中会受到多种力的作用:1、固化过程中由于化学反应发生收缩产生的收缩应力;2、环氧树脂与金属的线膨胀系数的差异产生的应力图2-1 包裹或镶嵌金属零件的绝缘体示意图3、绝缘层自身因温度变化而产生应力4、电动力与外力作用可见,绝缘体受力是必然的,不能消除的,而且是不断变化的,这种应力的存在是使环氧树脂绝缘层产生内部裂纹的主要原因,而这种力又是客观存在的,因此只有提高环氧树脂本身抵抗这种内部应力的能力才是减弱和消除内部缺陷,从而降低局放的主要手段。

三、提高环氧树脂绝缘浇注制品品质的三个环节1、设计合理2、提高环氧树脂绝缘材料的韧性3、浇注工艺合理从以上三点来看,由于设计一般是固定的,所以运用合理的工艺和提高环氧树脂本身的韧性,减弱和消除绝缘体内部的气泡或缺陷是降低局放的根本方法。

四、提高环氧树脂绝缘材料的抗开裂性能是解决问题的关键在电工绝缘领域为克服环氧树脂的脆性采取了很多方法,绝大多数采用的是增柔,增柔技术大幅度地降低了树脂绝缘体的耐热性,而抗开裂性增加有限。

导热绝缘胶的研究和应用

导热绝缘胶的研究和应用

• 本公司曾对Al2O3、BN、ZnO等进行过配方试验比较。 选用BN和ZnO晶须搭配取得了较好的效果。BN为绝 缘型导热系数很高的填料,再以ZnO晶须1%~2%搭配。 由于ZnO晶须为晶须结构,并有四个分枝镶嵌在BN和 胶液中,从而明显提高了胶的导热系数,并对其他性 能不产生负面效用。
BN颗粒大小有较大影响
一、导热绝缘胶的研究和应用
首先从散热方程式出发,进行探讨。
• dQ=K(t2-t1)S/L • dQ 散热速率(单位时间传递的热量) • K 导热系数w/mk • (t2-t1) 两点之间的温度差 • S 散热面积m2 • L 散热介质的厚度m • K、L需要进行讨论研究
2.1对K导热系数进行研讨:
• 2· 为什么一些绝缘的材料,导热系数达 到金属铜的水平如BN,但做出的导热胶 只达到2~2.5w/mk,由此推断是否在填 料表面吸附了空气,因空气的导热系数 是有0.01w/mk。如何除去填料表面吸附 了空气,则是一个值得研究的非常重要 的问题。这既有理论问题,又有制造胶 液的设备问题。
• 3· 在使用中如何结合实际,产生局 部真空,使其与上下两面的介质浸 润、密封。所谓天衣无缝。
• 3· 重视导热胶均匀性和厚度的一致性,为保证厚度的 一致性,应加强提高对工装模具的认识并认真设计制 造其工装夹具,确保厚度的一致性。涂一个灯的导热 绝缘胶容易,但是在一个较大的印制电路板涂多个灯 的导热绝缘胶,要求厚度的一致性,没有合理的设计 工装夹具,可以说是根本做不到的。如果没有做到, 温升不一样,超过允许的温度,灯泡就不亮。造成整 个印制板上的灯泡作废,损失就会很大。曾经有个单 位发生了此类事件,负责人认为是操作人员没有操作 好,实际是忽视了工装夹具的结果。
• 导热绝缘胶未来展望

环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究

环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究

环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究环氧树脂导热复合材料是一种具有优异导热性能的新型材料,具有广泛的应用前景。

它主要由环氧树脂基体和导热填料组成,通过控制填料的种类和含量以及制备工艺,可以调控其导热性能。

本文将对环氧树脂导热复合材料的制备与性能进行研究,以期为其应用提供参考。

首先,环氧树脂在导热复合材料中的选择是关键。

一般来说,具有低粘度、高固化度和高导热性能的环氧树脂对制备导热复合材料更加有利。

可以通过改变环氧树脂的配方以及添加反应性稀释剂来调整其粘度和固化度。

同时,可以通过改变环氧树脂的交联密度来增强其热稳定性。

其次,导热填料的选择也是制备导热复合材料的关键。

常用的导热填料有金属粉末、陶瓷粉末和纳米颗粒等。

金属粉末具有较高的导热性能,但容易导致复合材料的密度增大;陶瓷粉末导热性能较低,但具有良好的耐高温性能;纳米颗粒具有较高的比表面积,可以增强导热性能。

因此,在制备导热复合材料时,需要根据具体应用需求选择合适的导热填料。

制备导热复合材料的方法有多种,包括压制法、注射法、浸渍法等。

其中,压制法是常用的方法之一、通过混合环氧树脂和导热填料,加入适量的固化剂,将混合物放入模具中加热压制,使其固化成型。

另外,在制备导热复合材料时,还可以添加一些助剂,如表面活性剂、增塑剂等,以改善其加工性能和导热性能。

导热复合材料的性能研究主要包括导热性能、机械性能和热稳定性等方面。

导热性能是导热复合材料的核心性能之一,可以通过热导率测试来进行评价。

研究发现,导热填料的类型和含量会对导热性能产生显著影响。

机械性能是导热复合材料的另一个重要性能指标,可以通过拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等测试来评价。

热稳定性是导热复合材料在高温条件下的稳定性能,可以通过热重分析和热失重分析来评估。

综上所述,环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究是非常重要的工作。

只有通过合理选择环氧树脂基体和导热填料、优化制备工艺,才能获得具有良好导热性能的导热复合材料。

环氧树脂导热报告

环氧树脂导热报告

环氧树脂导热报告引言导热材料在现代工业和科技领域中发挥着重要作用,特别是在电子元器件的散热和导热领域。

环氧树脂作为一种重要的导热材料,具有优异的导热性能和机械性能,因此被广泛应用于导热绝缘材料和导热胶粘剂中。

本报告旨在介绍环氧树脂导热材料的基本特性、制备方法和应用领域。

环氧树脂导热材料的特性环氧树脂导热材料具有以下几个特点:1.导热性能优异:环氧树脂导热材料的导热系数通常在0.5~2 W/m·K之间,比一般的塑料材料高出一个数量级。

2.机械性能良好:环氧树脂导热材料具有良好的机械强度和刚度,可以满足不同应用场景下的要求。

3.化学稳定性高:环氧树脂导热材料对一般酸、碱、溶剂等的腐蚀性较小,具有较高的化学稳定性。

4.加工性好:环氧树脂导热材料可通过常规的注塑、挤出等加工工艺制备成型,加工性能良好。

环氧树脂导热材料的制备方法环氧树脂导热材料的制备方法主要包括以下几种:1.填充剂法:将具有优良导热性能的填料如金属粉末、陶瓷颗粒等加入到环氧树脂基体中,通过填充剂与基体之间的导热传递实现提高导热性能。

2.导热树脂改性法:通过添加导热改性剂如石墨烯、碳纳米管等到环氧树脂基体中,改变基体的导热性能,从而达到导热材料的目的。

3.接枝共聚法:通过接枝共聚反应将导热性能较好的物质与环氧树脂基体结合,形成具有良好导热性能的接枝共聚物。

环氧树脂导热材料的应用领域由于环氧树脂导热材料具有较高的导热性能和优良的机械性能,因此在众多领域中得到了广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1.电子元器件散热:环氧树脂导热材料可用于电子元器件的散热,提高元器件的工作效率和寿命。

2.电路板封装:环氧树脂导热材料可用于电路板的封装,提高电路板的散热性能,避免元器件因过热而损坏。

3.电力电子:环氧树脂导热材料可用于电力电子器件的散热和绝缘,提高电力电子设备的稳定性和可靠性。

4.LED照明:环氧树脂导热材料可用于LED照明器件的散热,提高LED照明的效率和寿命。

环氧树脂绝缘材料

环氧树脂绝缘材料环氧树脂是一种常用的绝缘材料,具有优异的绝缘性能和机械性能,被广泛应用于电气设备、电力系统、航空航天等领域。

本文将从环氧树脂绝缘材料的特性、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。

首先,环氧树脂绝缘材料具有优异的绝缘性能。

环氧树脂本身是一种无色透明的固体,具有良好的绝缘性能和耐高温性能,可以在较宽的温度范围内保持稳定的绝缘性能。

此外,环氧树脂的介电常数和介电损耗角 tangent δ值较低,使其在电气设备中能够有效地减小电场集中,提高设备的绝缘性能。

其次,环氧树脂绝缘材料具有良好的机械性能。

环氧树脂在固化后形成了一种坚硬的材料,具有较高的机械强度和耐磨损性能,能够有效地保护电气设备的内部结构。

同时,环氧树脂的粘接性能和成型性能较好,可以根据实际需要进行成型加工,适用于不同形状和尺寸的绝缘构件制造。

环氧树脂绝缘材料广泛应用于电气设备、电力系统和航空航天等领域。

在电气设备中,环氧树脂绝缘材料常用于制造绝缘子、绝缘套管、绝缘板等绝缘构件,用于提高设备的绝缘性能和安全性能。

在电力系统中,环氧树脂绝缘材料被广泛应用于制造高压电缆、绝缘子、互感器等设备,用于提高电力系统的可靠性和稳定性。

在航空航天领域,环氧树脂绝缘材料常用于制造飞机电气设备、导航设备、通信设备等,用于提高航空航天设备的性能和可靠性。

随着电气设备和电力系统对绝缘材料性能要求的不断提高,环氧树脂绝缘材料的发展趋势主要体现在以下几个方面。

一是环氧树脂绝缘材料的研发将更加注重材料的耐高温性能、耐电弧性能和阻燃性能,以满足电气设备在高温、高压、高频等恶劣工况下的使用要求。

二是环氧树脂绝缘材料的生产工艺将更加注重材料的成型精度和表面质量,以满足电气设备对绝缘构件精度和表面光洁度的要求。

三是环氧树脂绝缘材料的应用将更加注重材料的环保性能和可再生利用性,以满足节能减排和循环利用的社会需求。

综上所述,环氧树脂绝缘材料具有优异的绝缘性能和机械性能,广泛应用于电气设备、电力系统和航空航天等领域。

高导热绝缘环氧树脂基复合材料的制备及其性能研究

高导热绝缘环氧树脂基复合材料的制备及其性能研究首先,高导热绝缘环氧树脂基复合材料的制备方法有很多种,常用的方法包括填充剂法、改性剂法和成型工艺法等。

其中,填充剂法是最常见的方法之一、在填充剂法中,将导热性能较好的粉体材料如氧化铝、氧化铜、硼酸铝等与环氧树脂进行复合,通过控制填充剂的质量比例、形状等参数来调控复合材料的导热性能。

另外,改性剂法是将改性剂加入到环氧树脂中,通过改变环氧树脂的分子结构或形成新的相结构来提高复合材料的导热性能。

最后,成型工艺法是将导热性能较好的材料通过成型工艺形成复合材料,如注塑、挤压等,来提高复合材料的导热性能。

其次,高导热绝缘环氧树脂基复合材料的性能研究主要集中在导热性能和绝缘性能两个方面。

导热性能的研究主要通过测量复合材料的热导率来评估材料的导热性能。

常用的测试方法包括热导率测试仪和红外热像仪等。

绝缘性能的研究主要通过测量复合材料的绝缘电阻、介电常数和介质损耗等参数来评估材料的绝缘性能。

常用的测试方法包括电阻测试仪、介电恒温恒湿仪等。

在导热性能方面,高导热绝缘环氧树脂基复合材料的导热性能主要受到填充剂的质量比例、形状和尺寸等因素的影响。

通过调控填充剂的质量比例可以有效提高复合材料的导热性能。

此外,填充剂的形状和尺寸也对导热性能有较大的影响。

例如,填充剂的形状越接近球形,其填充效果越好,导热性能越高。

另外,填充剂的尺寸也会影响复合材料的导热性能,通常情况下,填料颗粒的尺寸越小,导热性能越好。

在绝缘性能方面,高导热绝缘环氧树脂基复合材料的绝缘性能主要受到树脂基体的性能和填充剂的性能的影响。

树脂基体应具有良好的绝缘性能,以确保复合材料的绝缘性能。

填充剂应选择导热系数较低、绝缘性能较好的材料来保证复合材料的绝缘性能。

综上所述,高导热绝缘环氧树脂基复合材料具有较好的导热性能和绝缘性能,其制备方法主要包括填充剂法、改性剂法和成型工艺法等。

其性能研究主要集中在导热性能和绝缘性能两个方面,通过调控填充剂的质量比例、形状和尺寸等因素来提高复合材料的导热性能,并选择导热系数较低、绝缘性能较好的材料来保证复合材料的绝缘性能。

环氧树脂绝缘件在电力设备中的应用

环氧树脂绝缘件在电力设备中的应用简述介绍了环氧树脂绝缘件的的物理、力学、电气和热性能等特性参数,以及简明扼要地对制作流程做了说明,并以断路器极柱为例对环氧树脂绝缘件在电力设备应用中的击穿机理和优化方案进行了详细分析,最后对环氧树脂绝缘件试验项目进行了叙述。

近些年,以环氧树脂为电介质的绝缘件在电力行业得到了普遍应用,比如在三相交流高压开关设备上用环氧树脂制造的套管、支撑绝缘子、触头盒、绝缘筒和极柱等,下面结合这些环氧树脂绝缘件在应用过程中出现的绝缘问题,谈一些我个人的看法。

1环氧树脂绝缘件的制作环氧树脂材料内聚力大,黏附力强,柔顺性好,具有优良的热固化性能和稳定的耐化学腐蚀性等一系列在有机绝缘材料中突出的优点,可通过环氧树脂浇注体系如自动环氧压力凝胶制造工艺(APG工艺),真空浇注制成各种固体材料。

所制成的环氧树脂绝缘件由于机械强度高,耐电弧性强,致密性高,表面光洁,具有较好的耐寒性和具有良好的耐热性,良好的电气绝缘性能等优点,在电力行业应用很广,主要起到支撑和绝缘作用。

对于3.6——40.5kV环氧树脂绝缘件的物理、力学、电气和热性能如下表所示。

环氧树脂与添加物同时使用,以获得应用价值。

添加物可按不同用途加以选择,常用添加物有以下几类:①固化剂。

②改性剂。

③填料。

④稀释剂。

⑤其他。

其中固化剂是必不可少的添加物,无论是作黏接剂、涂料和浇注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。

由于用途、性能和要求各不相同,对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料及稀释剂等添加物也有不同的要求。

绝缘件在制造过程中如环氧树脂等原材料的质量、模具、装模、加热温度以及浇注压力、固化时间等都对绝缘件的成品质量有很大影响,因此,制造厂都有规范的工艺流程来保证绝缘件的质量控制。

2环氧树脂绝缘件的击穿机理和优化方案环氧树脂绝缘件是一种固体介质,固体击穿场强比液体和气体介质高。

固体介质击穿的特点是击穿场强与电压作用的时间有很大关系,一般来讲,作用时间t<1s的击穿为电击穿,作用时间1s≤t<几小时的击穿为热击穿,作用时间t≥几小时的击穿为电化学击穿。

环氧树脂基导热绝缘复合材料的制备与性能研究的开题报告

环氧树脂基导热绝缘复合材料的制备与性能研究的开题报告一、选题背景与意义导热绝缘复合材料在电气工程和电气设备中具有广泛的应用。

然而,传统的导热绝缘材料存在着导热系数低和断电强度不高等问题,这些问题在高压大电流下容易导致设备故障。

因此,需要研究开发一种导热系数高且断电强度大的新型导热绝缘复合材料。

环氧树脂作为一种重要的高分子材料,具有着优异的物理性能和化学稳定性,在电气领域中也得到了广泛的应用。

同时,环氧树脂可以通过添加导热剂等方法来增加其导热性能。

基于此,将环氧树脂与导热剂等材料制备成导热绝缘复合材料,可以有效地提高其导热性能和断电强度。

因此,本研究旨在制备一种基于环氧树脂的导热绝缘复合材料,并研究其导热性能和断电强度等性能参数,为开发新型高性能导热绝缘材料提供理论和实践基础。

二、研究内容与方法(一)研究内容1. 选取适合的环氧树脂和导热剂,探究添加不同比例导热剂对环氧树脂基复合材料导热性能和断电强度的影响。

2. 采用热传导仪对复合材料的导热性能进行测试,并通过断电强度测试对复合材料的断电性能进行评价。

3. 对制备出的复合材料的微观结构和化学组成进行表征和分析。

(二)研究方法1. 实验室制备环氧树脂基导热绝缘复合材料,采用适当的工艺参数进行复合材料的制备。

2. 利用热传导仪对复合材料的导热性能进行测试,并通过断电强度测试对复合材料的断电性能进行评价。

3. 采用扫描电镜、傅里叶红外光谱等测试技术对制备出的复合材料的微观结构和化学组成进行表征和分析。

三、预期结果通过本研究,预计可以制备出导热系数高、断电强度大的环氧树脂基导热绝缘复合材料,并对其导热性能和断电强度等性能进行评价和表征。

同时,本研究还能够为开发新型高性能导热绝缘材料提供一定的理论和实践基础。

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高温测试:放入120度的高温中4小时打DC1400V通电测试3S后无击穿
用直流电源调压仪调到1。

5A,通电测试30分钟后增色OK
用直流电源调压仪调到1。

5A,通电测试30分钟后OK
环氧树脂导热绝缘胶的研制和应用
王铁如唐国瑾
【摘要】本文从稳定热传导方程式出发,讨论了导热系数K与材料本身相联系的因素,从而在环氧树脂树脂、固化剂和导热绝缘填料的选择组合处理上进行了一定的试验,取得了性能优异的环氧树脂导热绝缘胶的配方。

并对方程式中的b传热介质的厚度和S散热的接触面积,结合具体的器件与散热构件的组合进行了讨论,取得了良好的散热效果,解决了一些实际问题。

【关键词】热设计导热绝缘工艺方法
一、前言
随着电子元器件和电子设备向薄、轻、小方面发展,导热、散热绝缘材料就成为一个至关重要的问题。

一般的电子元器件,当温度超过允许的工作温度8℃时,寿命就要降低50%。

有资料报导:功率管结点温度在300℃时,只能工作半个月,当结点温度降至150℃时,寿命为10年。

由此可知,热设计的好坏,将对电子元器件、电子设备的寿命和可靠性产生非常重要的影响。

有人曾设想,如果在热设计上下一番功夫,在试验的基础上,将目前电源功率普遍只有达到40%的状况,若能提高到80%,则两套变为一套,占地空间也缩小一半,所产生的经济效益是相当可观的。

在热设计中,如果我们能提供一些好的导热绝缘的材料和使用的工艺方法,那么热设计师就会创造出更好的成绩来!为此,我们进行了导热绝缘胶的研制和使用方法的探讨。

二、从基本的散热方程式出发,讨论材料、结构形式和工艺方法
稳定热传导的方程式
Q=(K÷b)×s(t,一t。

)
Q=(t1-t2)÷b=△t÷R R=b÷(k×s)
Q——单位时间的传热量,以W瓦表示;
R——热阻,度/瓦;
b——传热层的厚度;
S——传热层的面积。

Q:单位时间的传热量与热阻成反比。

即与导热系数数成正比,与散热面积成正比,与导热层的厚度成反比。

下面我们将分别讨论。

1,导热系数K
K与传热方式有关,我们只讨论稳定热传导的K值,它主要与配方选用和自制的材料所发生的一系列化学反应形成的固体物质有关。

(1) 对于有机绝缘的高分子材料来说,材料的导热系数取决于所含极性基团的多少和极性基团偶极化的程度,这种极化所需的时间为10-9秒,一般极性高聚物都有这种极化。

如聚酰亚胺所含极性基团多,且易极化,所以它的导热性好,为O.376W/m.k。

而聚四氟乙烯相反,它为无极性,应该是导热性差,但由于C—F结合紧密整个结构密实导热系数处于中间状态为0.25w/m—k,而绝缘性能特别好,Pv>1017Ωcm。

我国大量使用的双酚A型环氧树脂,在分子结构中含有羟基和环氧基,导热系数为O.21~O.26w/m.k,也是处在中间状态。

但由于它具有高的粘结性能、高的强度、高的绝缘性能和良好的工艺性,用它作为配方中的基体树脂是完全可能的。

我们对多种树脂进行了比较,测量其绝缘电阻,选用绝缘电阻大的树脂。

见表1。

表 1
(2) 树脂的交联密度关系着高温下的强度和导热系数的大小。

因此选择好固化剂是配方的关键之一。

为了使胶在室温下固化,高温下使用。

对国内多种固化剂进行了比较,现摘录部分数据来说明。

见表2。

表2
从强度和绝缘电阻来看,WA-905+固化剂比较高,因此选择WA-905+固化剂为乙组分。

(3) 导热绝缘填料的加入是改善胶的导热性的关键。

从有关资料上查到,导热性与物质结晶的晶格形状有关,即原子核互堆聚的形状有关。

导热性的规律是面心立方紧堆晶格>六方紧堆晶格>体心立方晶格。

因为前两种的晶格占全部体积的74 %,而第三种则<68 %。

晶格相互接触的面积也符合上面所排的顺序。

如Aa、Ag、Cu、Al都是面心立方紧堆晶格,这也是它们导热性好的原因。

无机物中的碳化硅、氧化铍为六方紧堆晶格,导热性也很好。

( 碳化硅的导热系数为6.25~9.59W/m.k)(氧化铍的导热系数为216W/m.k) 我们选用面心立方紧堆晶格的氧化铝和六方紧堆晶格的氮化硼进行试验,数据如表3。

表 3
从上表的数据可知,Al2O3和BN导热系数很相近,但所配的导热系数相差2.5倍。

原因是Al2O3加入到胶中的量要比BN多得多,因此胶的导热系数不仅取决于填料本身的导热系数,而且还取决于颗粒面积及表面易湿润的程度,最后我们确定了一种导热绝缘的填料。

配方的基本情况如下:
环氧树脂 100
活性稀释剂 10~50
填料 lOO~300
固化剂 10~50
所做样品送东南大学热工试验室测试数据,见表4。

从上述数据可以看到,两批七个样品温度从75℃~117℃经过重复测试,在O.87~1.145之间,平均值为1.04,最高值为1.15,最低值为O.87,两者平均值为1.01,设计时作为1W/m.k 比较适合,工作温度设在90℃~105℃。

温度再高会要减小一些。

2,方程式中的b是材料的厚度,与热阻是成正比的,b值越大热阻越大。

在热设计中要根据设备、电路和功能块的结构组合形式,尽量减少其厚度。

表4。

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