Di bidang konduktivitas termal, tiga pengisi keramik terbaik digunakan!

Saat ini, sebagian besar penelitian tentang komposit polimer konduktif termal berfokus pada penelitian pengisi yang sangat konduktif terhadap termal. Hal ini karena peningkatan konduktivitas termal material komposit terutama bergantung pada peran pengisi konduktif termal. Pemilihan bahan pengisi sangat penting untuk konduktivitas termal material komposit, sehingga banyak peneliti berkomitmen untuk mengembangkan bahan pengisi dengan konduktivitas termal tinggi yang baru.

Meskipun partikel logam dan bahan karbon (seperti graphene, tabung nano karbon berdinding tunggal/multi-dinding, dll.) memiliki konduktivitas termal intrinsik yang tinggi dan bermanfaat untuk meningkatkan konduktivitas termal polimer, pengisi ini sering kali mengubah konduktivitas termal sekaligus mengubah konduktivitas termal. konduktivitas termal. Hal ini juga mengubah sifat insulasi listrik polimer, menghasilkan konduktivitas listrik yang sangat tinggi dan konstanta dielektrik yang tinggi, yang tidak dapat diterapkan pada material komposit berbasis polimer dengan konduktivitas termal tinggi dan sifat insulasi yang sangat baik. Oleh karena itu, bidang insulasi lebih memperhatikan pengisi keramik dengan konduktivitas termal intrinsik yang sangat tinggi dan sifat insulasi yang baik. Selama ini bahan pengisi keramik antara lain alumina, aluminium nitrida, boron nitrida, magnesium oksida, silikon karbida, dll. Diantaranya, alumina, aluminium nitrida, dan boron nitrida saat ini merupakan bahan pengisi keramik utama.

Alumina

Alumina sering dipilih sebagai bahan pengisi karena biayanya lebih rendah dan resistivitasnya lebih tinggi. Meskipun konduktivitas termal intrinsiknya lebih rendah dibandingkan partikel lain, ia masih dipelajari dan diterapkan secara luas. Diantaranya, alumina bulat telah menjadi bahan pengisi keramik yang paling umum digunakan karena kinerja biayanya yang sangat tinggi. Perlu diperhatikan bahwa, secara umum, untuk mencapai konduktivitas termal yang lebih tinggi, jumlah penambahan alumina lebih tinggi, dan efek perbaikannya terbatas.

Aluminium nitrida (AlN)

Dibandingkan dengan pengisi isolasi konduktif termal lainnya, partikel aluminium nitrida memiliki konduktivitas termal yang tinggi (konduktivitas termal teoretis adalah 320W·m-1 K-1), resistivitas tinggi (resistivitas lebih besar dari 1014Ωm), konstanta dielektrik rendah dan Telah banyak dipelajari karena serangkaian sifat luar biasa seperti kehilangan dielektrik, koefisien muai panas yang rendah (4,4×10-6K-1, mirip dengan silikon) dan tidak beracun, dan telah menjadi pengisi ideal untuk material komposit konduktif termal.

Boron nitrida heksagonal

Boron nitrida heksagonal saat ini merupakan pengisi keramik paling populer, terutama karena boron nitrida heksagonal tidak hanya memiliki konduktivitas termal yang tinggi (konduktivitas termal teoretis 600 W/m·K), tetapi juga memiliki sifat insulasi listrik yang sangat baik. Boron nitrida heksagonal (h-BN) memiliki struktur heksagonal berlapis-lapis yang mirip dengan grafit. Perbedaan strukturalnya dari graphene terutama terletak pada atom nitrogen dan atom boron yang tersusun bergantian. Struktur boron nitrida heksagonal ini menjadikan nitrogen Ikatan kovalen SP2 yang kuat antara atom dan atom boron memberikan konduktivitas termal yang sangat baik pada boron nitrida. Selain konduktivitas termal yang tinggi, boron nitrida juga memiliki stabilitas termal yang baik, sifat mekanik yang kuat, ketahanan oksidasi dan ketahanan korosi.