Henan JCB Superhard Material Co.,Ltd

Henan JCB Superhard Material Co.,Ltd

Wypełniacze diamentowe: „twarda waluta” rozpraszania ciepła

2026 02/06

Obecnie diament jest głównie włączany do materiałów termoprzewodzących jako wypełniacz przewodzący ciepło za pomocą dwóch metod przygotowania.

(1) Metoda mieszania:

Wypełniacze diamentowe są po prostu mieszane z matrycą polimerową, co pozwala diamentom na losowe rozmieszczenie w matrycy i tworzenie ścieżek termicznych.

image.png

Ta metoda jest łatwa do wdrożenia. Jednakże ze względu na bezwładność powierzchni diamentu, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i losowy rozkład często pojawiają się problemy, takie jak nierównomierna dyspersja wypełniacza, wysoki kontaktowy opór cieplny z polimerem i niekompletne ścieżki termiczne.

Aby uzyskać wysoką przewodność cieplną materiału kompozytowego, zwykle wymagana jest znaczna zawartość wypełniacza i modyfikacja powierzchni.

(2) Metoda wspomagana szablonem:

Podejście to wykorzystuje lód, sól, metal, cukier lub inne substancje nieorganiczne jako środki matrycowe do wstępnego formowania struktur. Diamentowe wypełniacze termiczne są rozproszone w tych szablonach, wykorzystując ograniczenia przestrzenne mikrostruktury szablonu w celu skonstruowania trójwymiarowej sieci termicznej dla wypełniaczy, kontrolując jednocześnie jego strukturę i wymiary. Następnie szablon usuwa się specyficznymi metodami w celu uzyskania zorientowanej trójwymiarowej usieciowanej struktury. Na koniec szkielet ten zanurza się w matrycy polimerowej, tworząc materiał kompozytowy.

image.png

Metoda ta umożliwia kierunkowe rozmieszczenie cząstek diamentu i porowatość poprzez kontrolowanie struktury i kształtu szablonu. W rezultacie optymalizuje ścieżki przewodzenia ciepła, rozwiązując wyzwania tradycyjnych metod mieszania, a mianowicie losowy rozkład wypełniacza i trudność w uzyskaniu wysokiej przewodności cieplnej przy małych objętościach wypełnienia. Dodatkowo, ponieważ szablon zapewnia więcej miejsc reakcji powierzchniowych, międzyfazowy opór cieplny jest częściowo zoptymalizowany.