手机材料展:高性能导热材料介绍

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导热系数的大小表明物质导热能力的大小,导热系数越大,导热热阻值相应降低,导热能力增强。在金属材料中,银的导热系数最高,但成本高;纯铜其次,但加工不容易。但随着散热需求的提高,很多人都在不断探索选择导热性能最佳最好的新型材料,从而满足电子设备高功率,小体积的产品设计大趋势。而目前的导热材料分类主要分为:金属导热材料和非金属导热材料。


金属导热性能中,金和银属于导热性能最佳的材料,但缺点就是其价格太高,要被广泛应用不太现实。纯铜散热效果则次之,但已经算是非常优秀的了,不过铜片也其自身的缺点:造价高、重量大、不耐腐蚀、塑造性较差等。另外铜的可氧化性这是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态,从导热和散热方面都会大大的下降。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的,其中铝合金的导热性能最好,所以现在我们看到好的CPU风冷散热器一般采用铝合金制作。 


目前市场上也不断的出现了一种新型的工艺——铜铝结合散热器。所谓的铜铝结合就是把铜和铝通用一定的工艺完美的结合到一块,让铜快速的把热量传给铝,再由大面积的铝把热量散去,这不但增充了铝的导热不及铜,还弥补了铜的散热不如铝,有机的结合从而达到急速传热快速散热的效果。


另外现在如今很多非金属导热材料不但在导热性能比金属导热材料高出数十百倍,而且在材料应用安全性能上也满足了电子产品的高绝缘性的要求。其中现在应用的最为广泛的有:


一、石墨烯,石墨烯是一种从石墨中经特殊工艺剥离出来的单层碳原子面材料,具有由单层碳原子以正六边形结构紧密排列构成的呈蜂窝状的二维平面结构。单层悬浮石墨烯的室温热导率可达到3000~5300.-1.-1在导热材料界中算是导热性能最佳的新型材料。先已在手机、平板电脑、电气设备等高端电子消费终端产品的设计和制造被广泛应用。.


二、石墨,石墨是碳元素组成的材料具有超高的导热率。根据研究计算,石墨在平行于晶体层方向上的热导率理论上可高达4180.-1.-1。高定向裂解石墨在其面向上的热导率更是能够达到2000.-1.-1。如今,石墨导热材料从基材来分主要分为:人工石墨和天然石墨。


三、碳纤维及C/C复合材料,碳纤维是由有机纤维或低分子烃气体原料在惰性气体中经碳化及高温石墨化处理而得到。当石墨晶格在纤维的轴向上获得高度择优定向后,会具有超高的热导率。碳纤维及C/C复合材料超高导热材料是以高导热碳纤维为原料制得的C/C复合材料,具有高温强度高、热膨胀系数小、自润滑性良好和热导率较高等一系列优异性能。


其实导热性能最好最佳的材料不一定就是最好的导热材料。我们应该要把产品的结构、散热要求、产品性能要求等等纳入导热材料选择的范畴中。因为不需最好的导热材料,只需最适合产品的导热材料。


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来源:胶同学


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