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塑料散热器或将完美代替铝散热器,伏尔加格勒

文章作者:企业新闻 上传时间:2019-10-01

中国德富塑料网讯:据伏尔加格勒州的媒体报道,A.A.Polymers工程公司已研发出一种新型导热性聚合物复合材料。该公司称,新研发的导热复合材料的性能指标超过铝和其他金属。该公司还表示,为实验材料的热物理性能、电导率、机械特性以及对大气和腐蚀性介质的抵抗力,A. A. C. Polymers公司的团队不断进行试验并最终获得了超出预期的导热性复合物。

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目前,新研发的聚合物复合材料(热活性、热塑性聚合物树脂)的热导率是传统聚合物的100倍,甚至更多。A. A. C. Polymers公司的总经理安德烈·科森诺夫表示,新型导热复合材料的研发推动了各个领域中20余个经济项目的发展。

最近塑料散热器也引起人们的注意。按理导热性能好的材料通常都是导电性能好的材料,反过来导电性能差的塑料,其导热性能一定也差。这是必然的。所以显然金属要比塑料的导热性好。实际上也是如此。那么,是不是塑料就一定不能用来做散热器呢?并不如此!

A. A. C. Polymers公司的第一个客户是伏尔加格勒照明设备制造商Svetozar公司,该公司用新型聚合物材料取代了意大利LATI公司的复合材料。另外,HEPES RUS公司也是A. A. C. Polymers公司在LED灯具市场的潜在消费者。

最近国际上研发出了多种导热塑料,其材料大多为以工程塑料和通用塑料为基材,如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等。然后在塑料中填充某些金属氧化物粉末、碳、纤维或陶瓷粉末而成。例如将聚苯硫醚与大颗粒氧化镁相混合就可以制成一种绝缘形的导热塑料。其典型的热传导率范围为1-20W/m-K,某些品级可以达到100W/m-K。这一数值大约是传统塑料的5-100倍,一般塑料的热传导率只有0.2W/m-K。不过如果为了得到高导热率而添加过多的金属粉末,就会变成具有导电性。以致无法在某些场合应用。美国Coolploy公司的一些导热塑料的性能如下。

A. A. C. Polymers公司的消费者是LED灯(应用领域最广泛、市场前景最好)、微电子以及其他传热行业的制造商。A. A. C. Polymers公司指出,由于其不断改进技术,新型导热聚合物比铝和其他类似物便宜38% 。目前,世界上只有不超过10家公司研发出了这种材料,A. A. C. Polymers公司是俄罗斯是第一家研发出该材料的公司。

E4505:导热系数10w/mk导热导电应用:外壳和辐射器

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D5108:导热系数10w/mk导热绝缘应用:板子/芯片

D5506:导热系数10w/mk导热绝缘应用:板子/芯片

D8102:导热系数3w/mk导热绝缘应用:界面

E5101:导热系数20w/mk导热导电应用:散热器

那么为什么导热塑料还可以做成散热器呢?它的散热性能能和传统的铝散热器比美吗?完全可以,甚至更好!你能相信吗?

我们知道,任何散热器,除了要能快速地把热量从发热源传导出到散热器的表面,最后还是要靠对流和辐射把热量散到空气中。导热系数高,只解决了传热快的问题,而散热则主要由散热面积、形状、自然对流和热辐射的能力决定,这些几乎和材料的导热性无关。所以只要有一定的热传导能力,塑料散热器照样可以成为良好的散热器!

一般来说,如果热量从热源到散热器表面的距离小于5mm,那么只要导热系数大于5时,其散热就是由对流主导的了,这时候传导散热就已经不起什么作用了。

而且对于理想的好散热器来说,大约7成的热是靠对流散热,而3成的热是靠辐射散热。

而导热塑料的辐射散热能力一点也不逊色。下面是各种材料的热辐射系数。

所以可以说,如果两个形状完全相同的散热器,一个是铝做的,一个是导热塑料做的,如果铝做的散热器没有经过发黑处理,其散热能力还比不上黑色导热塑料做成的散热器!因为二者的对流散热是一样的,而辐射散热则以塑料的更好!

下面以一种上海合复新材料公司的散热塑料为例,这种材料的指标如下:

和常用的铝散热器相比,不可忽视塑料导热材料还有一些其他优点。

与传统材料相比,导热聚合物有较高的耐屈挠性和拉伸刚度,但抗冲击强度较差,而且其固有的低热膨胀系数可有效减少制件收缩。

其实可以认为其最大的优点是绝缘。铝散热器由于其良好的导电性往往是非隔离式电源在通过CE或UL认证时所担心的一个因素,而采用塑料散热器就可以同时采用非隔离式电源而不必担心其安全问题。

此外,它的密度要比铝轻。铝的密度是2700kg/m3,而塑料的密度为1420kg/m3,差不多为铝的一半,所以同样形状的散热器,塑料散热器的重量只有铝的1/2。而且加工简单,其成型周期可以缩短20-50%,这也就降低了成本的压力。

下图为上海龙茂公司生产的采用上海合复新材料公司的导热塑料外壳散热器的LED球泡灯。它可以散大约8瓦的功率。这个功率已经接近球泡灯的极限功率。再要进一步加大其功率,就只能采用强制风冷了。

塑料散热器的唯一缺点是单价比较贵,所以目前还不适合于LED路灯这类的大型LED散热器中,而只适合于室内小功率LED灯具。

来自:聪慧塑料网

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