导热高分子材料的研究与应用

导热高分子材料的研究与应用范晨皓化学工程与工艺三班20060300305

摘要:总结了影响高分子材料导热性能的因素; 阐述和分析了导热性填料种类、温度、结

晶度、分子链取向、密度和湿度对导热性高分子材料热导率的影响。介绍了金属材料、非金

属材料、高分子材料的导热机理, 以及导热填料搀杂高分子材料的导热理论模型。综述了各

种高导热填料的研究进展和它们在导热高分子材料中的应用情况。最后提出了导热高分子材

料的研究方向。

关键词：高分子材料; 热导率; 影响因素; 填料; 温度; 结晶度；应用

Abstract: Summed up the impact of polymer material properties of

thermal conductivity of the factors; and analysis on the thermal conductivity of the type of filler, temperature and crystallinity, molecular chain orientation, density and humidity on the thermal conductivity polymer thermal conductivity. Introduced metal materials, non-metallic materials, the thermal conductivity of the polymer mechanism of polymer mixed with filler and the thermal conductivity of the material model. A variety of high thermal conductivity Summary of the research and fill them in the thermal conductivity of the polymer application. Finally, the thermal conductivity of the polymer research.

Key word:Polymer; thermal conductivity; factors; filler; temperature; crystallinity; Application

近些年来,随着工业生产和科学技术的发展,人们对导热材料提出了新的要求,希望其具

有优良的综合性能,如用于化工生产和废水处理的热交换器既需要具有导热能力,又要求耐化

学腐蚀、耐高温;在电气电子领域由于集成技术和组装技术的迅速发展,电子元件、逻辑电路

的体积成千成万倍地缩小则需要高导热性的绝缘材料。传统的导热材料多为导热性较好的金

属材料,但金属材料不耐腐蚀,使其在某些领域的应用受到限制。目前采用的合金技术和防腐

涂层技术虽然提高了金属的抗腐蚀能力,却大大降低了其导热性。高分子材料具有优良的耐

腐蚀性能和力学性能,因而人们逐渐用其来代替传统金属材料,但纯的高分子材

料一般是不能胜任的,因为高分子材料大多是热的不良导体(见表1) [1 ,2 ] 。

表1 几种塑料的热导率

Tab. 1 Thermal conductivity of some kinds of plastics

W·(m·K) - 1

材料PE2LD PE2HD PVC PP PS PTFE PMMA Nylon

热导率0. 33 0. 44 0. 16 0. 24 0. 08 0. 27 0. 75～0. 25 0. 25

制造具有优良综合性能的导热材料一般有两种途径[3 ] :第一,合成具有高热导率的结构聚合物;第二,在聚合物中填充高导热性的填料,制备导热复合材料。其中第二种方法比较常见,一般

都是用高导热性的金属或无机填料对高分子材料进行填充。这样得到的导热材料价格低廉、

易加工成型,经过适当的工艺处理或配方调整可以应用于某些特殊领域。如化工生产中的酸化抽水过程,因冷凝的蒸汽中有酸性介质,若用钛冷凝器,使用2 a 后就开始漏水,若改用石墨

填充改性PP冷凝器,其价格仅为钛冷凝器的36 % ,而且使用寿命超过钛冷凝器[4 ] 。

1. 1 导热机理

各种材料的导热机理是不同的。晶体的导热机理是排列整齐的晶粒的热振动, 通常用声子的概念来描述。对于金属晶体, 自由电子的运动对导热起主要作用, 声子所作的贡献大多情况下可以忽略不计。非晶体的导热机理是依靠无规律排列的分子或原子, 围绕一固定的位置的热振动, 将能量依次传给相邻的分子或原子。由于非晶体可看作晶粒极细的体, 因此也可用声子的概念来分析其导热。有些晶体和非晶体, 如具有较好的透射性的玻璃和单晶体, 在

一定温度下光子对导热起明显的作用。由上述可知,固体内部的导热载体分为3 种: 电子、声子、光子。由于金属中存在大量的自由电子, 其热导率比非金属大得多。晶体中由于微粒的远程有序性, 声子起主要作用。在非金属材料中晶体热导率比非晶体大得多。一般高分子材料本身的导热性较差, 是热的不良导体, 只有通过填充高导热性的填料增加材料的导热性能。但填料的加入往往降低了材料的强度性能。填料自身的导热性能及其在基体中的分布形式决定了整体材料的导热性能[ 4 ]。

1.2高分子材料热导率影响因素分析

要控制或提高高分子材料的热导率, 必须知道影响热导率大小的各种因素, 即这些因素对热导率的贡献。本文全面总结了影响高分子材料热导率的因素,阐述和分析了导热填料种类、温度、结晶度、分子链取向、密度和湿度对导热高分子材料热导率的影响。

1 填料种类对高分子材料导热性能的影响

虽然有聚乙炔、聚亚苯基硫醚、聚噻吩等本征型导电、导热高分子材料, 但绝大多数高分子材料本身属于绝热材料。赋予其优异的导热性的主要途径是通过共混(如机械共混、熔体共混或溶液共混等) 的方法在高分子材料中填充导热性能好的填料, 从而得到导热性能

优良、价格低廉、易加工成型的导热高分子材料。表1 是一些材料的热导率[1 ,2 ] 。理想的导热填料需要具备几个条件: 首先, 能够发挥导热能力, 这种能力发挥的优劣取决于填料最终的颗粒形状、颗粒尺寸比、表面特征、本身导热性、环境因素等。其次, 填料具有良好的可填充性, 为获得热导率高的材料, 往往需要向基体中添加足够量的填料。试验证明[3 ] , 使用一系列粒径不同的导热填料, 让填料间形成最大的堆砌度, 可获得导热性较高

的材料。王亮亮等[4 ]用热导率较高的铝粉对聚丙烯(PP进行填充。当铝粉体积分数小于15 %时, 材料的热导率随铝粉体积分数的增加而线性增加, 但增加幅度不是很大; 而铝粉体积分数超过15 %后, 材料的热导率随铝粉体积分数的提高大幅度增加。原因是当铝粉用量较少时, 随铝粉用量的增加, 填料颗粒粘接面的树脂层厚度减薄, 而不能使树脂粘接面网络密度下降, 故材料热导率变化小; 当铝粉体积分数大于15 %后, 随铝粉用量的增加, 树脂粘接面的网络密度减小, 铝粉与铝粉间的接触面积增大, 铝粉彼此之间形成导热链, 故材料的热导率大幅度增加。当铝粉体积分数接近30 %时, 该复合材料的热导率达到3158W/ (m·K) 。将实验结果与Agari Y公式[5 ]进行比较发现, 在体积分数较低(0～15 %) 时, 计算值与实验值较为接近; 而体积分数较高( > 15 %) 时, 计算值与实际值偏差较大。

2 温度对高分子材料导热性能的影响

高聚物的热导率对温度的依赖关系比较复杂。总的说来, 随温度的升高, 高聚物热导率增大, 但结晶聚合物和非结晶聚合物的热导率随温度的变化规律有所不同。各种非晶聚合物的热导率对于温度的依赖性类似。研究证明[18 ] , 在高于100 K 的温度区域, 热导

率随温度的升高缓慢增大, 直至玻璃化转变温度T g ,此时热导率与热容成正比; 温度超过T g

后, 热导率随温度升高而下降。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 的热导率在T > 100 K时随温度变化符合上述规律; 而在T < 100 K时则表现出不同的变化规律。即在0～5K时, 热导率近似地与T2 成正比; 但在5～15 K时出现一个平台区, 此时热导率几乎与温度无关; 在稍

高的温度, 热导率随温度缓慢增大。结晶聚合物的热导率与温度的关系截然不同于非晶聚合物。在低温区, 结晶聚合物的热导率不出现平台, 并对结晶度的变化十分敏感; 即使有相同的结晶度, 不同聚合物的热导率也因晶型不同而出现截然不同的依赖关系。对于高结晶度聚合物(结晶度大于70 %) , 其热导率随温度升高先增后降; 伴随着结晶度的增大, 最大值移向低温区。对低结晶度的聚合物(结晶度小于40 %) , 其热导率主要取决于结晶相的

热导率, 随温度升高缓慢增大, 直至玻璃化转变温度附近才出现极大值, 随后发生逆转。这一点与非晶聚合物类似。但在低于10 K的温度区域, 热导率随结晶度的增加而降低。如115 K 时, 非晶聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET) 的热导率是50 %结晶度PET 的10倍。因为热导率更依赖于温度的变化, 所以高结晶度聚合物的热导率对温度的变化更敏感。如结晶度为50 %的PET , 115 K 和10 K 时的热导率分别为10 - 3W/ (M·K) 和3 ×10 - 2 W/ (M·K) 。

1.3导热高分子材料的应用

1石墨导热材料

换热器是化工、制药、食品、能源等工业部门广泛应用的通用设备。碳钢和不锈钢导热性很好, 然而在特定的情况下, 特别是有腐蚀性化学物质时, 则不能适应要求。高分子材料虽然化学稳定性优异, 但热导率较低。用石墨作为导热填料以改性酚醛树脂为

粘结剂制成酚醛?石墨导热塑料, 既保留了塑料优异的耐腐蚀性能, 又有与金属相近的导热性能[ 23 ]。Fig. 6Effect of graphite content on thermal conductiv ity ofmater ial

F ig. 6 显示出石墨含量对热导率的影响, 所用石墨的热导率为134W?(m?K) , 而改性酚醛树脂的热导率仅为0. 13～0. 14W?(m?K) , 因此在传热过程中, 材料的热阻主要来自热导率较小的树脂。当石墨含量为50%～60% 时, 树脂含量较多, 此时随石

墨含量的增加, 只能使石墨颗粒粘接面的树脂层厚度减薄, 而不能使树脂粘接面网络的密度下降, 故材料的热导率变化较小; 当石墨含量增至60%～80%时, 导致树脂粘接面网络密度减小, 石墨与石墨接触面增大, 故而使材料导热率大幅度提高, 当石墨含量超过80% 时, 一方面树脂粘接面网络受到进一步破坏而使材料热导率上升, 另一方面一部分石墨间隙被空气填充使热导率下降, 综合这两个因素的影响,故材料的热导率又趋平缓。另外还有石墨填充聚乙烯、氯化聚乙烯等材料制造换热器、导热器、太阳能热水器等的有关报道[ 4, 24 ]。

2导热绝缘胶粘剂

在当代电子技术革命的浪潮中, 电子电气材料领域急需导热绝缘材料。如半导体管陶瓷基片与铜座的粘合、管心的保护、管壳的密封, 整流器、热敏电阻器的导热绝缘, 微包装中多层板的导热绝缘组装等需要不同工艺性能的导热绝缘胶。

3导热节能胶粘剂

化工部北京化工研究院研制成功两种TM 型胶粘剂[ 27 ]。其中TM 2é 型是无机型导热胶粘剂, 其主要成分为鳞片状石墨及硅酸盐类无机胶粘剂, 该种胶粘剂热导率大, 传热效率高, 适用温度范围广( - 190～370 ℃) , TM 2ê 型是有机型导热胶粘剂,是以高纯度结晶型石墨为导热材料, 以有机高分子物质为粘接剂, 并加入其它适量助剂而制成的一种单组分导热材料。该种导热胶粘剂化学稳定性好, 强度高, 耐水性好, 贮存及施工方便, 可在- 190～190℃范围使用。

小结

导热高分子材料不仅具有良好的导热性, 还具有金属导热材料所不可比拟的特性, 将会越来

越受到人们的重视和应用。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。目前, 导热高分子材料的研究还局限于导热填料/ 高分子的共混复合, 所得材料的热导率还不高。随着纳米导热填料的开发和应用, 聚合物树脂基体的物理化学改性, 高分子基体与填料复合技术的研究, 导热机理和影响因素的深入研究, 必将能制备出满足不同需要的高性能导热高分子材料。

参考文献

1 肖琰, 魏伯荣, 杨海涛, 闫刚导热高分子材料的研究开发现状中国塑料 2005年4月第19卷第四期 1

2 杨海涛, 魏伯荣, 闫刚, 肖琰高分子材料热导率影响因素分析塑料工业 2005年10月第33卷第10期 1-3

3 储九荣, 张晓辉, 徐传骧导热高分子材料的研究与应用高分子材料科学与工程2000年7月第16卷第四期 1 20

高分子概论课程论文

专业：化学工程与工艺

班级：3

姓名：范晨皓

学号：20060300305

导热高分子材料的发展历程(精)

导热高分子的发展历程 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日

发展历程 1聚苯胺在19世纪中叶首次由Henry Letheby描述，他研究了苯胺在酸性介质中的电化学和化学氧化产物。他指出，还原形式是无色的，但氧化形式是深蓝色。第一高导电性有机化合物是电荷转移络合物。在20世纪50年代，研究人员报告说，多环芳族化合物与卤素形成半导电电荷转移络合盐。在1954年，贝尔实验室和其他地方的研究人员报告了有机电荷转移络合物，电阻率低至8欧姆- 厘在20世纪70年代初，研究人员证明四硫富瓦烯的盐显示几乎金属导电性，而超导性在1980年被证明。关于电荷转移盐的广泛研究继续今天。虽然这些化合物在技术上不是聚合物，但这表明有机化合物可以携带电流。虽然有机导体以前间歇性讨论，该领域特别通过预测的超导性BCS理论发现后激发。1963年澳大利亚人B.A.博尔托Weiss及其同事报道了电阻率低至1欧姆·厘米的聚吡咯衍生物引用了类似的高电导率氧化聚乙炔的多个报道。除了电荷转移复合物（其中一些是偶数超导体）的显着例外之外，有机分子先前被认为是绝缘体或者最好是弱导电半导体。随后，DeSurville和同事报道了在聚苯胺中的高导电性。同样，在1980年，Diaz和Logan报道了可用作电极的聚苯胺膜。 尽管大多数在小于100纳米的量子领域中操作，但“分子”电子过程可以在大规模上集体表现。示例包括量子隧道效应，负电阻，声子辅助跳跃和极化子。1977年，Alan J. Heeger，Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa报道了氧化碘掺杂聚乙炔的相似的高电导率对于这项研究，他们被授予2000年诺贝尔化学奖“用于发现和发展导电聚合物”。自20世纪80年代后期以来，有机发光二极管（OLED）已经成为导电聚合物的重要应用。 1维基百科

导热塑料与铝型材的优势对比

导热塑料与铝型材的优势对比 铝材料虽然作为散热系统技术方面已经比较成熟，但仍有一些不足，同样塑料导热材料也不是完全没有缺点，以下就是两者的优劣比较。首先是塑料导热材料相对铝来说存在的优点： （1）质量轻在室内照明中，灯具的重量对多方面都有影响，比如重量增加会加大灯具的安装、运输难度，也会对人身安全造成隐患等。纯铝的密度为2700kg/m3，铝合金的密度将会更大，而导热塑料的密度为1420kg/m3左右，约为铝合金的一半，所以在外形相同的情况下，重量也仅为铝合金的一半 左右。 （2）更加环保和安全在塑料 外壳的生产过程中，几乎不会 产生什么有毒污染，而铝壳在 生产中经常会有电镀的工序， 而电镀产生的废液中的金属会对水源和土壤造成严重的污染。安全方面塑料为绝缘材质，不用担心因为灯的外壳导电而产生的安全隐患。在耐高压测试方面，塑料具有绝对的优势。 （3）提高设计自由度塑料的流动性很好，所以可以生产很薄的部件，以及设计更加复杂的形状。铝壳的主要生产方法是压铸或拉伸成型，在生产过程中无法进行较复杂形状的加工。另外在表观效果来说，注塑产品会更加漂亮，还可以加上与其它企业不同的自身标志。

（4）加工方便，效率更高塑料导热材料与其他塑料件一样，可以一次成型，无需后加工，而且在注塑成型时，模具可设计为一出四，所以工作效率很高。铝材料在挤出成型后往往还要有去毛边的程序，如果对外形的要求比较高的话，铝材料还要进行镀镍等工序，加工周期还将增长。 （5）启动系统简化在外壳为铝合金时，由于外壳导电，内部必须采用隔离启动系统，塑料本身绝缘，没所以用作散热系统时可以采用非隔离启动系统，由于非隔离系统相对于隔离系统来说不仅成本较低而且体积较小，这样不仅可以降低成本而且所占空间会更小。 （6）降低系统成本就单价来说，单位质量的导热塑料价格必然是高于铝的，但系统成本却持平或较低，且数量越大，塑料的成本优势越明显。另外，塑料导热材料目前处于一个初级阶段，将来的价格随产业的发展和产品量的增加一定会降低，而铝作为有色金属的价格却不太可能有明显的降低。塑料降低成本主要体现在加工费用方面。 参考资料：东莞市指南者高分子材料科技有限公司

导热塑料调研报告材料

导热塑料调研报告 导热塑料是以PP、ABS、PC、PA、PPA、PBT、LCP、PPS、PEI、P EEK等通用塑料或工程塑料为基材，将高导热复合材料添加在塑料基材中共混复合、通过热传导改性而成的新型高性能塑料。未经改性普通塑料的热传导率或导热系数很低，一般为0.2-0.46W/(m.K)左右，而经过热传导改性的导热塑料可依据产品要求大大提高其热传导率或 导热系数，一般为2-20W/(m.K)，某些特殊品级导热塑料的导热系数可达50W/(m.K)或更高，最高可达100W/(m.K)。通过热传导改性的塑料其导热系数是传统普通塑料的5-100倍甚至更高，这使得导热塑料的热传导率或导热系数可与某些金属媲美，如不锈钢[15W/m.K]和某些铸铝合金[50-100W/m.K]。 导热塑料的优点： 1、在使用过程中可实现均匀散热，有效避免了灼热点，可减少零部件因局部或全部产生高温而造成的变形，可调整导热塑料的各项物理性能，如可提高机械性能，增加强度和硬挺度；可根据需要调整其导电性能，制成绝缘型、导电型或抗静电型导热塑料； 2、导热塑料的重量轻，比铝材轻50%左右，可减少对成品装置的震动，设备的稳定性提高； 3、有相当宽广的选择围，可在PP、ABS、PC、PA、PPA、PBT、LCP、PPS、PEI、PEEK等多种基础树脂甚至是弹性体中选择，根据产品需要

选择相关塑料的物性，也可选择成本相对低廉的塑料基材，降低产品成本； 4、导热塑料的热膨胀系数和成型收缩率低，可适应对尺寸稳定要求较高的产品； 5、加工成型非常方便，可使用普通注塑成型设备象热塑性塑料一样进行简单加工，与普通塑料的加工工艺相同，可大批量快速成型，无须二次加工，大大缩短产品的成型周期； 6、工作温度低，耐温度高，可提高组件和设备的使用寿命； 7、成型加工方便，可制成比较复杂的形状，从而提高产品的设计自由度和产品附加值； 8、应用广泛。有多种基材可选择，可根据需要调整相关物性，故导热塑料的应用相当广泛。 技术特征 提高塑料导热性的途径主要有两种：第一改变高分子结构；第二，通过填充高导热无机物，制备无机物/聚合物复合材料。现今导热塑料基本采用第二种方法。导热塑料按树脂基体分为热塑性及热固性；按填充粒子类型可分为金属填充、金属氧化物填充、金属氮化物填充、无机非金属填充及纤维填充；按绝缘电性能分为绝缘性和非绝缘型。由于塑料为绝缘体，因此绝缘性和非绝缘性导热塑料主要是由填料的种类所决定，非绝缘性导热材料的填料主要是：金属粉、石墨、炭黑及碳纤维等，这类材料兼具导热性的同时又有利于抗静电、电磁屏蔽等；而绝缘性材料填料主要包括：金属氧化物、金属氮化物、碳化物

生活中的高分子材料

生活中的高分子材料 【摘要】 高分子应用在生活中各个地方，塑料便是应用较为广泛。塑料在生活起重大作用，但是也给环境带来了危害。如何解决由塑料制品所造成的白色污染时全人类共同面临的问题。目前，在诸多的解决方案中，开发可降解塑料成为全球瞩目的热点。 【正文】 高分子材料：以高分子化合物为基础的材料，高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。 高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。 高分子材料的结构特征 高分子材料的高分子链通常是由成千上万个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 高分子材料按其来源可分为：天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天

塑料导热

世界上导热最好的材料是石墨，大概1200W/m-K左右，不改性的塑料一般最高也就0.3W/m-K左右。 导热绝缘高分子材料(P9) 1.2导热绝缘聚合物的研究 解释绝缘高分子材料导热物理特性的声子理论认为，热能是通过材料中的声子的无规则扩散进行传递的。当声子的运动速度恒定时，其平均自由路径的大小取决于具有晶体点阵结构的材料中声子的几何散射，以及与其它声子的碰撞散射，这就是说，有序晶格结构的材料(如晶体)具有较高的导热率;在较高温度下，由于声子相互碰撞速度加快，所以热传递速度减慢‘6’。 按材料制备工艺将导热绝缘高分子大致分为本体型导热绝缘高分子和填充型导热绝缘高分子。本体导热绝缘高分子是在材料合成及成型加工过程中通过改变材料分子和链节结构获得特殊物理结构，从而获得导热性能;填充型是在普通高分子中加入导热绝缘填料，通过一定方式复合而获得导热性能‘7’。纯聚合物导热率很低，本体高分子材料制备工艺繁琐，难度大，成本高。目前制备导热绝缘聚合物主要采用导热绝缘填料如AIN、SIC、BeO等填充聚合物，通过物理共混赋予聚合物以导热性能，此法制得的材料价格低廉，加工容易，成本低，经适当工艺处理可用于某些特殊领域，并可进行工业化生产，是目前国内广泛采用的一种制备方法。 1.2.1本体导热绝缘聚合物的研究 绝缘聚合物材料热导率主要取决于树脂的结晶性和取向方向，即声子散射程度。分子和晶格非谐性振动、树脂界面及缺陷等现象都将引起声子散射，如果树脂链结构是有序的，热量将沿分子链方向迅速传输，沿分子链方向的热导率数值远高于垂直方向。然而，各向异性树脂沿分子链垂直方向热导率近似或低于相应的各同性树脂【8’。绝缘聚合物材料热导率取决于含极性基团的多少和极性基团偶极化的程度，这种极化所需要的时间为10、 左右。一般极性高的聚合物都有这种变化，如聚酞亚胺所含极性基团多，且较易极化，所 1.绪论 以热导率(在有机薄膜里)最高0.37W/m?K，而聚四氟乙烯则相反，它无极性，导热性就差，为0.25W/m.K。另外，导热性还取决于分子内部紧密程度。绝缘高分子材料由于没有电子流动，导热性要比金属材料相差500一1000倍，到目前为止，还没有一种纯高分子材料同时具有好的导热性和绝缘性‘”’。可通过化学合成制备具有高导热率的结构高分子，如具有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚毗咯等，主要依靠分子内的大共辘键通过电子导热机制实现导热，这类材料同时具备导电性。绝缘导热高分子的导热机理为分子内的晶格的声子振动，外界的定向拉伸或模压，可以提高其热导率，故制备具有完整结晶性高聚物，可通过声子振动获得绝缘导热高分子，如平行高倍拉伸HDPE‘’。’。Grishchenko‘”’研究了聚氨酷塑料拉伸过程中的热导率及结构变化情况;关于光引发的具有取向液晶双丙烯酸基结构的交联各向异性聚合物也有报道‘’2’。蔡忠龙‘’3’研究了超拉伸聚乙烯的弹性模量和导热性能，当拉伸比为200时，聚乙烯轴向模量达钢的88%，热导率增加2倍以上，甚至成为热的良导体，这是由于在拉伸时形成了相当数量的拉伸分子链构成的针状晶体一晶桥，并提出了晶桥作为短纤维分散相的取向聚合物的结构模型。对于简单分子链结构的聚乙烯，经一定拉伸后热导率可达37W/m?K，对于完善晶型的材料，经拉伸后热导率甚至超过70W/m?K。

导热高分子材料

导热高分子材料 一、概述 传统的导热物质多为金属如Ag, Cu, Al和金属氧化物如Al2O3, MgO, BeO以及其它非金属材料如石墨,炭黑,Si3N4,AlN。随着工业生产和科学技术的发展,人们对导热材料提出了新的要求,希望材料具有优良的综合性能。如在化工生产和废水处理中使用的热交换器既需要所用材料具有导热能力,又要求其耐化学腐蚀、耐高温。在电气电子领域由于集成技术和组装技术的迅速发展,电子元件、逻辑电路的体积成千成万倍地缩小,则需要高导热性的绝缘材料。近几十年来,高分子材料的应用领域不断拓展,用人工合成的高分子材料代替传统工业中使用的各种材料,特别是金属材料,已成为世界科研努力的方向之一。在导热材料领域,纯的高分子材料一般是不能胜任的,因为高分子材料大多是热的不良导体(见表2 )。 在塑料工业中,导热塑料最大和最重要的应用是替代金属和金属合金制造热交换器[3]。它可以代替金属应用于需要良好导热性和优良耐腐蚀性能的环境,如换热器、太阳能热水器、蓄电池的冷却器等。电子电器工业也是应用导热塑料较多的一个领域,主要用来制造要求较高的导热电路板。另外在用作输送、盛装、封闭、装饰、埋嵌等材料,以及满足某些制品在固化时的尺寸稳定性的要求方面也有应用。 在橡胶工业中,关于导热橡胶制品的研究开发,重点集中在以硅橡胶和丁腈橡胶为基质的领域内,用于制造与电子电气元件接触的橡胶制品,既提供了系统所需要的高弹性、耐热性,又可以将系统的热量迅速传递出去。如具有良好导热性和电绝缘性能的橡胶可以用于电子电器元部件的减震器;事实上,许多橡胶制品都在动态情况下使用,由材料的形变滞后效应所造成的体系温升经常是很高的,从而使得材料的动态疲劳性能下降。以往人们总是研究怎样从配方上降低橡胶材料的动态生热,而没有很好地研究胶料本身导热性好坏及怎样进一步提高的问题。 在粘合剂工业中,随着电子元器件和电子设备向薄轻小方面发展,对于用作封装和热界面材料的导热粘合剂尤其是导热绝缘粘合剂的需求越来越高。散热在电子工业中是一个至关重要的问题。比如对于电子元器件,如果热量来不及散除将导致其工作温度升高,这样不仅会降低其使用寿命而且也将大大降低它的稳定性。 如上所述,绝大多数高分子材料本身属于绝热性材料。要想赋予高分子材料优良的导热性,主要是通过共混(熔体共混和溶液共混等)方法在高分子材料中填充导热性能好的填料。这样得到的导热材料有价格低廉、易加工成型等优点。 二、导热高分子材料的制作

导热塑料综述

导热塑料综述 1.前言 随着工业生产和科学技术的不断发展，人们对导热材料综合性能的要求已越来越高，传统的金属材料已经无法满足某些特殊场合的使用要求。如电子设备产生的热量迅速积累和增加，会导致器件不能正常工作，故及时散热已成为影响其寿命的重要因素。所以急需研制高可靠性、高散热性的综合性能优异的导热绝缘材料代替传统材料。导热高分子材料尤其是导热塑料由于具有轻质、耐化学腐蚀、易加工成型、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良等特点，越来越受到人们的重视，逐渐成为导热领域新的角色，近些年国际国内研究和发展的热点。2. 提高塑料导热性能的途径 2.1 传统方法 高分子材料绝缘好，但作为导热材料，纯的高分子材料一般是不能胜任的，因为高分子材料大多是热的不良导体。高分子材料的导热系数小（见表1），要拓展其在导热领域的应用，必须对高分子材料进行改性，以提高高分子材料的导热性能。 目前有两种途径可以提高塑料导热性能。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；第二，通过高导热无机物对聚合物进行填充，制备聚合物∕无机物导热复合材料。由于良好导热性能有机高分子价格昂贵，填充制备导热聚合是目前广泛采用的方法。

可以用作导热粒子的金属和无机填料（导热系数见表2）大体有以下几种： (1)金属粉末填料：铜粉、铝粉、金粉、银粉； (2)金属氧化物：氧化铝、氧化铋、氧化铍、氧化镁、氧化锌； (3)金属氮化物：氮化铝、氮化硼； (4)无机非金属：石墨、碳化硅。 无机非金属材料作为导热填料填充高分子材料基体时，填充效果的好坏主要取决于以下几个因素：(1)聚合物基体的种类、特性；(2)填料的形状、粒径、尺寸分布；(3)填料与基体的界面结合特性及两相的相互作用。以往常采用的方法有：利用有一定长径比的颗粒、晶须形成连续的导热网链；选用不同的粒径的填料组合，达到较高填充致密度；利用偶联剂改善填料与基体的界面，以减少界面处的热阻；用纳米材料填充塑料提高导热系数是近年来研究的热点。 导热高分子复合材料的导热性能最终取决于填料及其在高分子基体中的分布情况。当填料含量较少时，其对材料导热性能的贡献不大；当填料含量过多时，复合材料的力学性能受到影响。当填料含量增至某一值时，填料之间相互作用并在体系中形成类似网状和链状的导热网链，当导热网链的方向与热流方向一致时，热阻最小、导热性能最好；反之最差。 2.2 提高导热高分子导热性新的途径 通过对填充型导热高分子材料导热机理的简单讨论，试提出以下几点提高导热高分子材料导热性的途径及手段。 2.2.1 新型导热填料 ( 1 ) 导热填料超细微化

导热塑料的优点

导热塑料的优点 导热改性是塑料改性中常见的一种，利用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，以提高其导热性能的塑料叫做导热塑料。导热塑料一般用于LED照明、汽车、加热/冷却/制冷等领域。 导热塑料可用于替代有散热需要的金属零部件的材料，比如铝等。使用导热塑料主要有以下优点： 1、可实现均匀散热。在使用过程中可实现均匀散热，有效避免了灼热点，可减少零部件因局部或全部产生高温而造成的变形，可调整导热塑料的各项物理性能，如可提高机械性能，增加强度和硬挺度；可根据需要调整其导电性能，制成绝缘型、导电型或抗静电型导热塑料。 2、比重轻。导热塑料比铝材轻50%左右，可减少对成品装置的震动，设备的稳定性提高。 3、基材选择广泛，应用广泛。导热塑料有相当宽广的选择范围，可在PP、ABS、PC、PA、PPA、PBT、LCP、PPS、PEI、PEEK等多种基础树脂甚至是弹性体中选择，根据产品需要选择相关塑料的物性，也可选择成本相对低廉的塑料基材，降低产品成本。应用也因此非常广泛。 4、导热塑料的热膨胀系数和成型收缩率低，可适应对尺寸稳定要求较高的产品。 5、加工成型非常方便。导热塑料与普通塑料的加工工艺相同，可大批量快速成型，无须二次加工，大大缩短产品的成型周期。可制成比较复杂的形状，从而提高产品的设计自由度和产品附加值。 6、工作温度低，耐温度高，可提高组件和设备的使用寿命。 目前聚赛龙导热塑料主要有无卤阻燃导热塑料、高性能导热塑料和导热PPS，应用LED和电动工具等领域。 无卤阻燃导热材料 特点：导热、绝缘、无卤阻燃V0 @1.6mm 应用：LED灯杯、电池外壳、电动工具外壳、马达线圈骨架 典型牌号：SE8912TC、SE8915TC、SE8918TC、SE8922TC 高性能导热材料 特点：导热系数高、高电磁屏蔽效率、低频和射频屏蔽 应用：电池外壳、LED灯罩、电动工具外壳、马达线圈骨架 典型牌号：SHJ7035、SHJ7038、SHJ70310、SHJ70453 导热PPS 特点：高导热、无卤阻燃、力学性能优异 应用：LED灯具外壳、导热电路板、散热元件

导热塑料 PPS519

苏州纳磐新材料科技有限公司Product Information PPS519 产品说明 PPS519 是一种以聚苯硫醚为基材的填充性导热材料。 产品特点 保有一定韧性的同时有良好的导热性能，纵向导热系数能够达到4W/mK,横向导热系数为16W/mK。 物理参数测试手段测试结果 密度,g/cm3ISO-1183 1.55 收缩率（流动方向）Sim. to ISO 294-40.20% 收缩率（法向）Sim. to ISO 294-40.20% 机械性能测试手段测试结果 拉伸强度,MPa ISO 52790.0 伸长率,%ISO 527 2.0 弯曲强度,MPa ISO 178170.0 弯曲模量,GPa ISO 17820.6 冲击性能测试手段测试结果 冲击强度（缺口）,KJ/m2ISO 179 5.0 冲击强度（无缺口）,KJ/m2ISO 17920.0 热性能测试手段测试结果 导热系数，W/mK(穿平面)ASTM D5470 4.0 导热系数，W/mK(沿平面)ASTM D547016.0 熔点,℃ISO 3146290.0 热变形温度,℃ISO 75 A/f>260℃ 线性热膨胀系数（流动方向），/℃ISO 11359-1/-2 2.10E-05 线性热膨胀系数（法向），/℃ISO 11359-1/-2 2.10E-05 电性能测试手段测试结果 表面电阻Ω/□10^5 体积电阻Ω·cm10^4 阻燃性能测试手段测试结果 在特定厚度的阻燃表现，等级V-0 样条厚度,mm 1.0 冷热冲击性能测试手段测试结果 导热塑料1mm厚度包裹压铸铝件NAPO方法>500小时不开裂 测试仪器SW/GDJS-50B 测试条件 -40℃~120℃ 烘料 在进行注塑之前，必须烘料，推荐的烘料温度是100℃，烘料时间2-3小时。 参数设定（参考） 注射温度：一区：290℃ 二区：300℃ 三区：310℃ 射嘴：300℃ 注射压力：100~150MPa 注射速度：50-90 mm/S 模具温度： 160℃，加冷却水路 保压压力：50~80MPa 保压时间: 2-5S

高分子材料的应用

高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！ 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发！ 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！ 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！ 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心｛张百兴张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！

导热高分子影响热导率因素(精)

导热高分子 影响热导率的因素 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日

1.影响热导率的因素 1.1树脂基体 虽然有聚乙炔、聚亚苯基硫醚、聚噻吩等本征型导电、导热高分子材料，但绝大多数高分子材料本身属于绝热材料。赋予其优异的导热性的主要途径是通过共混(如机械共混、熔体共混或溶液共混等)的方法在高分子材料中填充导热性能好的填料，从而得到导热性能优良、价格低廉、易加工成型的导热高分子材料。表1是一些材料的热导率： 1.2导热填料 1.2.1填料的种类及填充量 填料主要包括金属填料和非金属填料。填料的种类不同，其导热机理、热导率及适用范围也不同。一般来说，在特定条件下，填充量越大，导热效果越好

1.2.2.填料的尺寸 填料填充复合材料的热导率随粒径增大而增加，在填充量相同时，大粒径填料填充所得到的复合材料热导率均比小粒径填料填充的要高。但是，导热填料经过超细微化处理可以有效提高其自身的导热性能;譬如在丁苯橡胶中分别添加纳米氧化铝或微米氧化铝，在相同填充量下，发现纳米氧化铝填充丁苯橡胶的热导率和物理力学性能均优于微米氧化铝填充的丁苯橡胶，且丁苯橡胶的热导率随着氧化铝填充量的增加而增大。 1.2.3.填料的形状 分散于树脂基体中的填料可以是粒状、片状、球形、纤维等形状，填料的外形直接影响其在高分子材料中的分散及热导率。在相同的情况下，热导率最低的是粉状，其次是纤维，最高的则是以晶须形态填加的复合材料。 1.2.4.基体与填料的界面 导热高分子复合材料是由导热填料和聚合物基体复合而成的多相体系，在热量传递(即晶格振动传递)过程中，必然要经过许多基体一填料界面，因此界面间的结合强度也直接影响整个复合材料体系的热导率。 基体和填料界面的结合强度与填料的表面处理有大关系，取决于颗粒表面易湿润的程度。这是因为为填料表面润湿程度影响填料与基体的粘结程度、基体与填料界面的热障、填料的均匀分散、填料的加入量等一些直接影响体系热导率的因素。增加界面结合强度能提高复合材料的热导率。表面处理剂的加入既可以改善填料的分散能力，又可以减少硅橡胶受外力作用时填料粒子与基体间产生的空隙，减少应力集中导致的基体破坏。 表面处理剂对热导率的影响应该是“桥联”和“包覆”共同作用的结果。一方面，其“桥联”作用改善了填料与基体的界面相容性，减少了界面缺陷及可能

导热填料研究现状及进展-各种填料分析介绍

导热填料研究现状及进展 导热填料的技术研究现状 导热绝缘材料的研究进展 （1）无机非金属导热绝缘材料 通常金属（如Au、Ag、Cu、Al、Mg等）均具有较高的导热性，但均为导体，无法用作绝缘材料，而部分无机非金属材料，如金属氧化物Al2O3、MgO、ZnO、NiO，金属氮化物AlN、Si3N4、BN，以及SiC陶瓷等既具有高导热性，同时也具有优良的绝缘性能、力学性能、耐高温性能、耐化学腐蚀性能等，因此被广泛用作电机、电器、微电子领域中的高散热界面材料及封装材料等。 陶瓷封装具有耐热性好、不易产生裂纹、热冲击后不产生损伤、机械强度高、热膨胀系数小、电绝缘性能高、热导率高、高频特性、化学稳定性高、气密性好等优点，适用于航空航天、军事工程所要求的高可靠、高频、耐高温、气密性强的产品封装。由于陶瓷材料所具有的良好的综合性能，使其广泛用于混合集成电路和多芯片模组。在要求高密封的场合，可选用陶瓷封装。国外的陶瓷封装材料以日本居首，日本占据了美国陶瓷封装市场的90%～95%，并且占美国国防（军品）陶瓷封装市场的95%～98%。传统的陶瓷封装材料是Al2O3陶瓷，具有良好的绝缘性、化学稳定性和力学性能，掺杂某些物质可满足特殊封装的要求，且价格低廉，是目前主要的陶瓷封装材料。SiC的热导率很高，是Al2O3的十几倍，热膨胀系数也低于Al2O3和AlN，但是SiC的介电常数过高，所以仅适用于密度较低的封装。AlN陶瓷是被国内外专家最为看好的封装材料，具有与SiC相接近的高热导率，热膨胀系数低于Al2O3，断裂强度大于Al2O3，维氏硬度是Al2O3的一半，与Al2O3相比，AlN的低密度可使重量降低20%，因此，AlN封装材料引起国内外封装界越来越广泛的重视。 （2）聚合物基导热绝缘材料 由于聚合物材料具有优良的电气绝缘性能、耐腐蚀性能、力学性能、易加工性能等，人们逐步用聚合物材料代替传统的电气绝缘材料，但大多数聚合物材料的热导率很低，无法直接用作导热材料，需要通过加入导热性物质，使其成为导热绝缘材料。按获得导热性的方式，聚合物导热绝缘材料可分为本体导热绝缘聚合物和填充导热绝缘聚合物。本体导热绝缘聚合物通过在高分子合成或加工过程中改变其分子结构和凝聚态，使其具有较高的规整性，从而提高其热导率。填充型则是通过在高分子材料中加入导热绝缘填料来提高其热导率。 填料的导热性能研究 （1）填料的比例 当导热填料的填充量很小时，导热填料之间不能形成真正的接触和相互作用，这对高分子材料导热性能的提高几乎没有意义。只有在高分子基体中，导热填料的填充量达到某一临界值时，导热填料之间才有真正意义上的相互作用，体系中才能形成类似网状或链状的形态——即导热网链。 汪雨荻等在聚乙烯（PE）中填充氮化铝，并考察其导热性能；在电镜下观察到AlN与PE结合处存在间隙，这表明AlN不浸润PE。AlN/ PE复合材料在AlN体积分数小于12%时，其热导率基本保持不变；当AlN体积分数在12%～24%时，热导率增长较快；当体积分数大于24%后，热导率增长又变慢；当AlN体积分数达到30.2%时，复合材料的热导率趋于平衡，能达到2.44 W/（m·K）。 Giuseppe P等利用新型渗透工艺制备了AlN/PS互穿网络聚合物。将液泡状态PS单体及引发剂持续渗透到多孔性AlN中至平衡态，在氩气气氛中100℃、4h使PS完成聚合。从微观上在AlN骨架上形成了一个渗滤平衡的聚合物网络结构，即使PS体积分数低至12%也可形成

导热高分子的概述(精)

导热高分子材料的概述 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日

1.概述 1.1概念 指具有较高导热系数的高分子材料，固体中传导热量的载体包括电子、声子、磁激发和电磁辐射等；从本质上讲，绝大多数聚合物的导热性能与无机材料相比均不理想。 1.2发展历程 1聚苯胺在19世纪中叶首次由Henry Letheby描述，他研究了苯胺在酸性介质中的电化学和化学氧化产物。他指出，还原形式是无色的，但氧化形式是深蓝色。第一高导电性有机化合物是电荷转移络合物。在20世纪50年代，研究人员报告说，多环芳族化合物与卤素形成半导电电荷转移络合盐。在1954年，贝尔实验室和其他地方的研究人员报告了有机电荷转移络合物，电阻率低至8欧姆- 厘在20世纪70年代初，研究人员证明四硫富瓦烯的盐显示几乎金属导电性，而超导性在1980年被证明。关于电荷转移盐的广泛研究继续今天。虽然这些化合物在技术上不是聚合物，但这表明有机化合物可以携带电流。虽然有机导体以前间歇性讨论，该领域特别通过预测的超导性BCS理论发现后激发。1963年澳大利亚人B.A.博尔托Weiss及其同事报道了电阻率低至1欧姆·厘米的聚吡咯衍生物引用了类似的高电导率氧化聚乙炔的多个报道。除了电荷转移复合物（其中一些是偶数超导体）的显着例外之外，有机分子先前被认为是绝缘体或者最好是弱导电半导体。随后，DeSurville和同事报道了在聚苯胺中的高导电性。同样，在1980年，Diaz和Logan报道了可用作电极的聚苯胺膜。 尽管大多数在小于100纳米的量子领域中操作，但“分子”电子过程可以在大规模上集体表现。示例包括量子隧道效应，负电阻，声子辅助跳跃和极化子。1977年，Alan J. Heeger，Alan MacDiarmid和Hideki Shirakawa报道了氧化碘掺杂聚乙炔的相似的高电导率对于这项研究，他们被授予2000年诺贝尔化学奖“用于发现和发展导电聚合物”。自20世纪80年代 1维基百科

陶瓷的研究现状与发展展望

陶瓷的研究现状与发展展望 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料.它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点.可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料. 分类: 普通陶瓷材料 采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成,是典型的硅酸盐材料,主要组成元素是硅、铝、氧,这三种元素占地壳元素总量的90%,普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟.这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等. 特种陶瓷材料 采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成形烧结制成,一般具有某些特殊性能,以适应各种需要.根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能.本节主要介绍特种陶瓷. 编辑本段性能特点力学性能 陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV以上.陶瓷的抗压强度较高,但抗拉强度较低,塑性和韧性很差. 热性能 陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上）,且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料,陶瓷还是良好的隔热材料.同时陶瓷的线膨胀系数比金属低,当温度发生变化时,陶瓷具有良好的尺寸稳定性. 电性能 大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件.铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能（具有压电材料的特性）,可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等.少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器. 化学性能 陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力. 光学性能 陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等.磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途. 编辑本段常用特种陶瓷材料 根据用途不同,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷. 1．结构陶瓷 氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3,一般含量大于45%.氧化铝陶瓷具有各种优良的性能.耐高温,一般可要1600℃长期使用,耐腐蚀,高强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍,高者可达5~6倍.其缺点是脆性大,不能接受突然的环境温度变化.用途极为广泛,可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等,也可作刀具和模具. 氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4,这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润

LED行业塑料导热材料与铝材料对比报告

当LED结温升高时，发光材料的禁带宽度将减小，导致LED发生波长变长，颜色向红色偏移。当LED结温不超过其临界温度时，正向压降随温度的变化是可逆的。一旦LED的结温超过器件所能承受的最高临界温度时，LED的光输出特性将会永久性的衰减。 LED是继白炽灯、荧光灯和HID灯之后的第四代新型光源。LED光源的出现和发展，将引发照明领域的一次革命，具有划时代的意义。概括的讲，LED具有以下几方面的优点: ①LED是环保性能最好的光源。LED的眩光少，光谱中没有多余的紫外线和红外线，不含汞等有害物质，在运输、安装和使用中不会破碎，废弃物可回收，没有污染。 ②LED为固态冷光源，十分坚固耐用寿命非常长。 ③单色性好，色彩鲜艳丰富，灯光清晰柔和，并且可任意混合，从而使光色变幻多端。 ④体积小，重量轻，应用灵活。 ⑤响应速度快。白炽灯加电后需140-200ms的时间才能达到设定亮度，而LED通电后无需热启动时间，灯亮时间仅约60ns。 ⑥发光效率高，能量消耗低，较同样发光效率的白炽灯可节电80%。 基于以上优点，LED灯具将会是照明行业的一大发展趋势，用于室内照明的大功率LED 灯具在数量上也将有很大的发展。 一、LED灯具散热系统的作用 当电流通过LED时，其PN结的温度将升高。结温的变化势必引起内部电子和空穴浓度、禁带宽度和电子迁移率等微观参数的变化，从而使LED的光输出、发光波长以及正向电压等宏观参数发生相应的变化。（禁带宽度是指一个能带宽度(单位是电子伏特(ev)).固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带。要导电就要有自由电子存在。自由电子存在的能带称为导带（能导电）。被束缚的电子要成为自由电子，就必须获得足够能量从而跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。） 实验发现，当LED结温升高时，发光材料的禁带宽度将减小，导致LED发生波长变长，颜色向红色偏移。当LED结温不超过其临界温度时，正向压降随温度的变化是可逆的。一旦LED的结温超过器件所能承受的最高临界温度时，LED的光输出特性将会永久性的衰减。 下图为结温不同时，光输出与时间的关系，其中，红色为结温74℃，蓝色为结温为63℃。

导热高分子材料的研究

导热高分子材料的研究 发表时间：2019-04-28T15:21:01.220Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：姜琳琳 [导读] 摘要：随着工业生产和科学技术的发展，人们对导热材料提出了新的要求，希望其具有优良的综合性能，本文介绍了导热高分子材料的作用原理及导热高分子材料的导热性能的影响因素，对导热高分子材料进行了一定的研究，并提高导热高分子材料的途径，使得导热高分子材料具有了更大的进步和发展。 摘要：随着工业生产和科学技术的发展，人们对导热材料提出了新的要求，希望其具有优良的综合性能，本文介绍了导热高分子材料的作用原理及导热高分子材料的导热性能的影响因素，对导热高分子材料进行了一定的研究，并提高导热高分子材料的途径，使得导热高分子材料具有了更大的进步和发展。 关键词：导热高分子材料；研究；作用原理；影响因素 0 引言 随着科技水平与日俱增，伴随我们生活的日新月异的变化，导热高分子材料的具体实践已经渗透进入了技术领域的方方面面。由于其具备特殊的性能，而被广泛投入到生产生活中。目前随着科学技术的进步，导热高分子材料的研究取得了一定的成果，在基本理论方面聚合物导热的概念、导热机理、导热系数以及影响其导热性能的因素都进行了深入的研究，并且在导热高分子复合材料的选择以及复合技术方面的研究也有了长足的进展。 1 导热高分子材料的作用原理 不同材料的导热机理是不同的，当晶体受热时，组成晶体的粒子产生热运动，从而表现出导热性能。填充的导热物质以及高分子基体是决定导热高分子材料自身性能的主要因素。对于导热高分子而言，所呈现出的特殊晶体结构，是其导热性能的重要基础，如果晶体结构被破坏，则意味着高分子材料的导热性能不复存在。在导热高分子材料中，填充物的导热性能往往会明显高于高分子基体的导热性能，所以，填充材料是导热高分子材料必不可少的组成部分。在填充材料的具体使用过程中，如果物质的填充量较少，那么粒子材料之间的空隙会比较大，空气的导热性能远低于高分子材料，所以此时高分子材料的导热性能相对较弱。而如果填充材料的数量较多，则意味着物质粒子之间的空隙减小，则很容易形成导热链，此时高分子材料的导热性能明显增强。 2 导热高分子材料的导热性能的影响因素分析 2.1 温度影响因素 温度对导热高分子材料导热性能的影响是非常复杂的，总体来讲是导热系数随着温度的升高而增大，不同材料变化规律之间会相差很多。温度对非晶聚合物 导热性能的影响呈现出曲线状态，在高于100K的温度区域内，导热系数随着温度的升高而增大，在超过一定温度后，导热系数会随着温度的升高而下降，在更高的温度时导热系数与温度的关系比低温状态时表现的要平缓，在5-15K温度范围时，导热系数与温度无关。温度对结晶聚合物的导热性能的影响是导热系数随着温度的升高而增大在达到最大值时然后开始出现逆转，在低于10K的温度范围时，导热系数开始随着结晶度的增加而下降。 2.2 取向影响因素 高分子材料的拉伸取向对其导热性能的影响也是很大的，非晶聚合物中包含非晶玻璃聚合物和非晶弹性体，它们在拉伸过程中使分子链拉伸取向增多，导热系数沿拉伸方向的增多而降低。拉伸取向对结晶聚合物导热性能的影响更加复杂，多年来经过科学家的不断实验与研究，实验结果证明了结晶完整的聚合物导热性能更强。 2.3 其他影响因素 研究人员发现高分子材料中的分子结构参数、交联程度、辐射剂量和流体静压力都对导热性能也存在着一定的影响，导热系数会随着分子链支链的增加而急剧减小，随着交联剂用量的增大而增大，随着辐射剂量的增大结晶度降低熔体导热系数增大而使聚合物导热系数减小，而流体静压力增强时，高分子聚合物的体积减小从而导热系数增大。 3 导热高分子材料的研究 3.1 导热塑料 导热塑料是一种导热高分子材料，其在绝缘方面也起到重要作用。树脂是制作导热塑料的基本原料，其优势体现在于隔离发电体，从基础上建立材料本省与绝缘器之间的关联。关于填充物的一些特性，金属氧化物通常被设计人员当做填充主体物质，并向其中掺加部分金属氮化物，从而时导热塑料的稳定性增加。试验中显示，填充物的主要作用是增加导热塑料中的纤维量，并与其融合成新型复合形态的导热器。填充物的多少也影响着导热材料的稳定性，对其比例进行合理安排。在填充物的材料选择上，我们应避免使用金属粉，因为金属会加大导热材料的导电性。要想充分发挥导热材料的作用，在材料上选择树脂，并对填充物合理安排，必将通过这种方式来实现。 3.2 导热橡胶 导热橡胶广泛应用于航天、航空、电子、电器领域中需要散热和传热的部位，同时也可起到绝缘、减震的作用。在橡胶工业中，一般从加工和使用两个角度来考虑导热性问题。在加工过程中，对导热性的研究主要是针对厚橡胶制品硫化均匀性这个问题。这种研究目前还仅限于提供了一些结论，并没有取得令人满意的实际成果。其中，关键是缺乏既能提高硫化时橡胶的导热性，同时不降低其性能的技术手段和配合剂。通常导热橡胶是以硅橡胶或硅树脂为基材，填充Al2O3，AlN，BN，TiO2等导热填料，以适应不同场合的需要。其具有良好的导热性能，目前针对这一类型导热橡胶的研究也比较多。 3.3 导热胶粘剂 导热胶粘剂作为导热高分子材料的一种，可以将导热胶黏剂进一步分成绝缘导热胶黏剂和非绝缘导热胶黏剂，研究人员表明，在导热胶黏剂制作过程中，如果将导热填充物进行固化，则可以明显提升导热高分子材料的导热性能。如果将碳纤维作为填充物添加到粘接剂中，则可以明显提高粘接剂的导热性能，在现实社会中，这一类粘接剂主要被用于散热板以及半导体封装材料中 4 提高导热高分子材料的途径 充分发挥导热高分子材料的作用，其基础是选择合适的基本材料。在生产过程中，高分子材料本身的优势就比较大，其导热性与材料的高效利用，在性能方面为生产提供更多方便，实际的操作加工中，高分子材料比以往的传统材料更加方便。可见在基体材料的选择上会

导热高分子材料的研究与应用

导热高分子材料的研究与应用范晨皓化学工程与工艺三班20060300305 摘要:总结了影响高分子材料导热性能的因素; 阐述和分析了导热性填料种类、温度、结 晶度、分子链取向、密度和湿度对导热性高分子材料热导率的影响。介绍了金属材料、非金 属材料、高分子材料的导热机理, 以及导热填料搀杂高分子材料的导热理论模型。综述了各 种高导热填料的研究进展和它们在导热高分子材料中的应用情况。最后提出了导热高分子材 料的研究方向。 关键词：高分子材料; 热导率; 影响因素; 填料; 温度; 结晶度；应用 Abstract: Summed up the impact of polymer material properties of thermal conductivity of the factors; and analysis on the thermal conductivity of the type of filler, temperature and crystallinity, molecular chain orientation, density and humidity on the thermal conductivity polymer thermal conductivity. Introduced metal materials, non-metallic materials, the thermal conductivity of the polymer mechanism of polymer mixed with filler and the thermal conductivity of the material model. A variety of high thermal conductivity Summary of the research and fill them in the thermal conductivity of the polymer application. Finally, the thermal conductivity of the polymer research. Key word:Polymer; thermal conductivity; factors; filler; temperature; crystallinity; Application 近些年来,随着工业生产和科学技术的发展,人们对导热材料提出了新的要求,希望其具 有优良的综合性能,如用于化工生产和废水处理的热交换器既需要具有导热能力,又要求耐化 学腐蚀、耐高温;在电气电子领域由于集成技术和组装技术的迅速发展,电子元件、逻辑电路 的体积成千成万倍地缩小则需要高导热性的绝缘材料。传统的导热材料多为导热性较好的金 属材料,但金属材料不耐腐蚀,使其在某些领域的应用受到限制。目前采用的合金技术和防腐 涂层技术虽然提高了金属的抗腐蚀能力,却大大降低了其导热性。高分子材料具有优良的耐 腐蚀性能和力学性能,因而人们逐渐用其来代替传统金属材料,但纯的高分子材 料一般是不能胜任的,因为高分子材料大多是热的不良导体(见表1) [1 ,2 ] 。 表1 几种塑料的热导率 Tab. 1 Thermal conductivity of some kinds of plastics W·(m·K) - 1 材料PE2LD PE2HD PVC PP PS PTFE PMMA Nylon 热导率0. 33 0. 44 0. 16 0. 24 0. 08 0. 27 0. 75～0. 25 0. 25 制造具有优良综合性能的导热材料一般有两种途径[3 ] :第一,合成具有高热导率的结构聚合物;第二,在聚合物中填充高导热性的填料,制备导热复合材料。其中第二种方法比较常见,一般 都是用高导热性的金属或无机填料对高分子材料进行填充。这样得到的导热材料价格低廉、