S rychlou expanzí průmyslových odvětví, jako je nová energetika, elektrická vozidla, komunikace 5G a výkonové polovodiče, poptávka po tepelně vodivých materiálech roste bezprecedentním tempem. Výkon produktů s tepelným rozhraním,-jako jsou tepelná maziva, tepelné podložky a tepelně vodivé zalévací hmoty-z velké části závisí na kvalitě tepelně vodivých výplní, které obsahují. Základem kvality plniva je prášková povrchová úprava.
Mnoho společností však stále spoléhá na relativně hrubé procesy modifikace prášku, což vede k přetrvávajícím problémům, jako je špatná konzistence produktu a nízká efektivita výroby. Výběr správného modifikačního zařízení se stal klíčovým faktorem pro společnosti vyrábějící tepelné materiály, které se snaží zvýšit svou konkurenceschopnost.
Proč se musí tepelně vodivá plniva upravovat?
Tepelně vodivá plniva typicky zahrnují anorganické prášky, jako je oxid hlinitý, nitrid hliníku, nitrid boru, oxid zinečnatý a oxid křemičitý. Tyto prášky jsou přirozeně hydrofilní, což má za následek špatnou kompatibilitu s organickými polymerními matricemi, jako je silikonová pryž a epoxidové pryskyřice. Přímé míchání často vede k následujícím problémům:
Omezená kapacita plnění a obtížnost zvýšení tepelné vodivosti: Neupravená plniva vykazují špatnou mezifázovou vazbu s matricí. Při vysokých úrovních plnění viskozita systému prudce stoupá, tekutost se zhoršuje a zpracování se stává obtížným, což výrazně omezuje potenciál zlepšit tepelnou vodivost.
Špatná disperze a nekonzistentní výkon produktu: Plniva mají tendenci se shlukovat v matrici, což způsobuje výrazné kolísání tepelného odporu mezi jednotlivými šaržemi a snižuje výtěžnost.
Nízká účinnost aditiv a vysoké náklady: Pokud povrchový modifikátor nemůže rovnoměrně a pevně pokrýt částice prášku, nejenže je spotřeba aditiv vysoká, ale efekt modifikace také zůstává nestabilní, protože nesplňuje přísné požadavky na kontrolu kvality následných zákazníků.
Po profesionální povrchové úpravě se výrazně zlepší kompatibilita mezi tepelně vodivými plnivy a matricí. To umožňuje vyšší plnicí poměry, výrazně zvyšuje tepelnou vodivost při stejných nákladech a zároveň zlepšuje tekutost zpracování a snižuje viskozitu systému. Je to nezbytný krok pro zvýšení výkonu tepelných materiálů.
Body bolesti v práškových modifikacích pro průmysl tepelné vodivosti
Při manipulaci se speciálními materiály, jako jsou tepelně vodivé prášky, které vyžadují vysokou tvrdost a čistotu, však často vznikají běžné problémy během procesu modifikace prášku. Pro navazující průmyslová odvětví s přísnými požadavky na čistotu materiálu a konzistentní výkon-jako je elektronika a nová energie- mohou tyto problémy vážně ovlivnit kvalitu produktu.
Neodstranění povrchové vlhkosti: Adsorbovaná voda na povrchu prášku před modifikací není dostatečně odstraněna, což vážně ovlivňuje účinnost vazby mezi modifikátorem a práškem a snižuje rychlost aktivace.
Nedostatečná doba kontaktu mezi materiálem a přísadami: Modifikátor nemůže plně proniknout a pokrýt povrch prášku, což má za následek nízký aktivační index, který nesplňuje požadavky špičkové{0}}aplikace.
Nevyřešená sekundární aglomerace po modifikaci: Pokud pseudo{0}}aglomeráty vytvořené během procesu modifikace nejsou okamžitě rozptýleny, účinnost modifikace je značně snížena, což brání následnému rozptýlení a použití.
Nedostatečné ochlazení materiálu po úpravě: Pokud teplota materiálu zůstane vysoká po delší dobu po úpravě, aditiva adsorbovaná na povrchu částic mohou opět vyprchat, čímž se ztratí veškeré úsilí o úpravu.
Vysoké riziko kovové kontaminace: U tvrdých prášků, jako je oxid hlinitý a oxid křemičitý, se běžné ocelové vybavení výrazně opotřebovává. Kovové částice vmíchané do prášku mohou přímo ohrozit izolační vlastnosti elektronických materiálů.
Nízká automatizace a špatná stabilita: Spoléhání na ruční podávání a měření vede k potížím při zajišťování konzistentní kvality produktu mezi jednotlivými šaržemi.