如今，隨著電子設(shè)備高度集成化和性能不斷提升，導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱膠等聚合物基復(fù)合導(dǎo)熱材料作為熱管理領(lǐng)域的重要材料，能夠有效地降低設(shè)備內(nèi)部的溫升，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命，因此其性能優(yōu)化的重要性也日益凸顯。聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料是以高分子聚合物作為基體，在其中填充金屬顆粒、碳基材料、陶瓷顆粒等填料。其中聚合物基體具有無(wú)定形結(jié)構(gòu)，能夠發(fā)揮輕質(zhì)、柔韌性好、易于加工成型等特點(diǎn)，但其分子鏈呈無(wú)序排列，導(dǎo)致它們的聲子散射嚴(yán)重，熱導(dǎo)率較低，因此，要提升聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能主要依靠?jī)?yōu)化填料實(shí)現(xiàn)。

通常來(lái)說(shuō)，聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能除了與填料的本征熱導(dǎo)率有關(guān)，填料的粒度、形貌、與聚合物的相容性等也是重要的影響因素。

比如，從填料粒度上來(lái)說(shuō)，理論上大粒子更容易在聚合物基體中互相接觸，從而形成穩(wěn)定的導(dǎo)熱通路，從而提供更好的導(dǎo)熱性能。但當(dāng)填料的填充量達(dá)到一定程度時(shí)，單一大粒子對(duì)于復(fù)合材料導(dǎo)熱性能提升越來(lái)越不明顯，而小粒徑粉體反而由于堆積密度高，能夠構(gòu)建更有效的導(dǎo)熱通路，使復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)增長(zhǎng)迅速。所以在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要在綜合不同大小粒徑粉體的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)合理的粒徑搭配，使小粒徑顆粒填入大粒徑顆粒間的縫隙中，以便于高分子材料中形成更多的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，以獲得高導(dǎo)熱材料。

不同尺寸導(dǎo)熱填料顆粒級(jí)配示意圖

又比如，從填料的形貌上來(lái)說(shuō)，不同形貌的導(dǎo)熱填料對(duì)于構(gòu)筑導(dǎo)熱通路也有不同的優(yōu)勢(shì)，球形填料由于其規(guī)則的幾何形狀，容易實(shí)現(xiàn)均勻分散的同時(shí)，能夠在基體材料中實(shí)現(xiàn)更高的堆積密度，可通過(guò)增加填充率的方式獲得更高的導(dǎo)熱性能，但高填充量也會(huì)伴隨著粘度增加和擠出性能下降的問(wèn)題。而片狀和纖維狀導(dǎo)熱填料，則能夠憑借大徑厚比和長(zhǎng)徑比在基體中以較少的填充量形成連續(xù)的導(dǎo)熱路徑，但相比球形填料分散較為困難，不當(dāng)?shù)娜∠蚝投询B會(huì)導(dǎo)致熱阻增加。因此為了達(dá)到最佳的導(dǎo)熱效果，常常會(huì)將不同形貌的導(dǎo)熱填料混合使用。例如，在球形填料中添加長(zhǎng)徑比較大的片狀或纖維狀填料后，可以構(gòu)建出更復(fù)雜的三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步降低體系的整體。

不同形貌導(dǎo)熱填料搭配構(gòu)筑導(dǎo)熱通路

為了能夠更好地優(yōu)化填料粒度及粒形的搭配，合理的粒形、粒度檢測(cè)技術(shù)是業(yè)內(nèi)必不可少的研發(fā)手段。然而導(dǎo)熱填料間相互作用復(fù)雜，粒徑較小，同時(shí)在其粒度檢測(cè)過(guò)程中，光學(xué)參數(shù)和分散方法的選擇都會(huì)對(duì)粒度結(jié)果帶來(lái)較大的影響，因此對(duì)于到熱原材料粒形和粒度的檢測(cè)和比對(duì)帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)?；谝陨蠙z測(cè)痛點(diǎn)，丹東百特儀器有限公司作為國(guó)內(nèi)外知名的粉體測(cè)試技術(shù)、儀器和服務(wù)的提供商，將在2月23-24日于東莞舉辦的“2025年全國(guó)導(dǎo)熱粉體材料創(chuàng)新發(fā)展論壇（第5屆）”上，由銷售經(jīng)理任旭先生分享報(bào)告《導(dǎo)熱材料粒度/粒形檢測(cè)方法及影響因素》，屆時(shí)他將跟大家詳細(xì)分享導(dǎo)熱原材料粒形和粒度的檢測(cè)方法與影響檢測(cè)結(jié)果的因素。

報(bào)告人介紹

任旭，畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)任丹東百特儀器有限公司銷售經(jīng)理，自加入百特一直深耕粒度儀的測(cè)試技術(shù)研究和銷售工作，具有扎實(shí)的理論背景，同時(shí)又具有多年的顆粒表征實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于粒度檢測(cè)方法的研究具有較為深刻的理解。

東莞導(dǎo)熱粉體論壇會(huì)務(wù)組