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為啥六方氮化硼與熱塑性塑料更配？

信息來(lái)源：本站 | 發(fā)布日期： 2021-01-25 08:54:26 | 瀏覽量：964186

摘要：

熱塑性塑料是一類(lèi)在一定溫度下具有可塑性，冷卻后固化且能重復(fù)這種過(guò)程的塑料，可加工性強(qiáng)，可采用擠出、注射或吹塑等成型加工方式，通常具有很好的絕緣性同時(shí)導(dǎo)熱性能差。電子和電氣設(shè)備不斷在越來(lái)越小的體積中制造出越來(lái)越多的能量，這使得傳統(tǒng)的金屬散熱方式遇到挑戰(zhàn)，…

熱塑性塑料是一類(lèi)在一定溫度下具有可塑性，冷卻后固化且能重復(fù)這種過(guò)程的塑料，可加工性強(qiáng)，可采用擠出、注射或吹塑等成型加工方式，通常具有很好的絕緣性同時(shí)導(dǎo)熱性能差。
電子和電氣設(shè)備不斷在越來(lái)越小的體積中制造出越來(lái)越多的能量，這使得傳統(tǒng)的金屬散熱方式遇到挑戰(zhàn)，制備微小而復(fù)雜的形狀組件成本高昂且低效。而塑料具有其易于加工特性帶來(lái)了獨(dú)特的解決方案，且塑料相比于金屬或陶瓷等非金屬材料而言比重更小，可以讓組件更輕，這對(duì)于材料的運(yùn)輸甚至使用中的能量消耗降低有著重要意義。塑料雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但不能忽視的是其導(dǎo)熱性能差這一點(diǎn)，在工業(yè)上，為了讓塑料滿足電子電器設(shè)備的散熱需求，通常通過(guò)在塑料中添加導(dǎo)熱填料的方式來(lái)讓它導(dǎo)熱性達(dá)到應(yīng)用需求。總的來(lái)說(shuō)，相比于金屬及陶瓷等無(wú)極材料絕緣導(dǎo)熱塑料具有成本更低、制備過(guò)程自動(dòng)化程度高、成型周期更短的特點(diǎn)。
導(dǎo)熱絕緣塑料的典型應(yīng)用
在許多應(yīng)用中，熱塑性塑料零件都可以取代金屬、陶瓷等材料?！皩?dǎo)熱性”+“電氣絕緣”+“容易成型”的特性（此外，塑料還具備絕佳的色彩控制能力這是金屬及陶瓷望塵莫及的），使導(dǎo)熱塑料的用途得以極大程度擴(kuò)展，不僅可以替代金屬，還可以替代混雜復(fù)合材料的組件，導(dǎo)熱絕緣塑料開(kāi)啟了通往時(shí)代焦材料--新型熱管理應(yīng)用的大門(mén)。
在這些場(chǎng)合熱塑性化合物必須具備所需的導(dǎo)熱性才能滿足這些應(yīng)用的需求，常見(jiàn)的典型應(yīng)用包括：電路板上的定制模具式散熱器、設(shè)備熱交換器的管道、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械組件的絕緣部件、LED燈泡的散熱外殼、電信設(shè)備的組件、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)的零件/外殼以及電子組件單元等。
為啥hBN與熱塑性塑料更配？
過(guò)去為了改善塑料的某些性能或降低塑料的制備的成本，往往會(huì)添加重晶石，碳酸鈣、高嶺土等低成本礦物或玻璃填料。但由于這些填料能力較差不適用于更高級(jí)別的導(dǎo)熱要求的塑料制品，此外對(duì)于有電氣絕緣性能要求的應(yīng)用領(lǐng)域而言，金屬、碳和石墨填料也不適用，綜合各種要求，陶瓷填料已成為標(biāo)準(zhǔn)的選擇，常見(jiàn)的導(dǎo)熱絕緣陶瓷填料中有hBN（六方氮化硼）、AIN、Si3N4、SiC、Al2O3以及ZnO等，hBN密度最低，摩擦系數(shù)也較低。導(dǎo)熱填料除了應(yīng)該具備優(yōu)秀的絕緣導(dǎo)熱能力外，其添加對(duì)熱塑性塑料的加工過(guò)程的影響也是我們不得忽視的重要組成，下是六方氮化硼的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)整理。

1、hBN因具有類(lèi)似石墨的片狀形狀而素有白色石墨之稱，hBN光滑無(wú)摩擦，可大大降低了注塑成型和擠壓設(shè)備的磨損，有效提升設(shè)備的使用壽命。

2、hBN呈白色，當(dāng)明確要求潔白干凈的外觀時(shí)這一點(diǎn)尤為有用，例如食品和醫(yī)用聚合物。

3、在眾多陶瓷填料中，hBN密度最低，低密度有助于最大程度地降低組件重量，可可實(shí)現(xiàn)制造輕量化的塑料化合物。

當(dāng)然，除了如上幾點(diǎn)之外，hBN的添加還能使塑料具有低熱膨脹系數(shù)，讓塑料組件尺寸更穩(wěn)定，有助于滿足尺寸要求嚴(yán)苛應(yīng)用場(chǎng)合需求。同時(shí)，對(duì)于復(fù)合材料而言，不同組分之間的相容性也及其重要的考核條件，經(jīng)過(guò)合適的表面處理，hBN可以與多種樹(shù)脂體系相容，可以得到性能更加好、更穩(wěn)定的塑料制品。

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