Pēdējos gados liela uzmanība ir pievērsta gumijas izstrādājumu siltumvadītspējai.Termiski vadošie gumijas izstrādājumi tiek plaši izmantoti kosmosa, aviācijas, elektronikas un elektroierīču jomās, lai tām būtu nozīme siltuma vadīšanā, izolācijā un triecienu absorbcijā.Siltumvadītspējas uzlabošana ir ārkārtīgi svarīga siltumvadītspējīgiem gumijas izstrādājumiem.Ar siltumvadīto pildvielu sagatavotais gumijas kompozītmateriāls var efektīvi pārnest siltumu, kam ir liela nozīme elektronisko izstrādājumu blīvēšanā un miniaturizācijā, kā arī to uzticamības uzlabošanā un kalpošanas laika pagarināšanā.
Pašlaik riepās izmantotajiem gumijas materiāliem ir jābūt ar zemu siltuma ģenerēšanas un augstas siltumvadītspējas īpašībām.No vienas puses, riepu vulkanizācijas procesā tiek uzlabota gumijas siltuma pārneses veiktspēja, palielināts vulkanizācijas ātrums un samazināts enerģijas patēriņš;Siltums, kas rodas braukšanas laikā, samazina karkasa temperatūru un samazina riepu veiktspējas pasliktināšanos, ko izraisa pārmērīga temperatūra.Siltumvadošās gumijas siltumvadītspēju galvenokārt nosaka gumijas matrica un siltumvadītāja pildviela.Daļiņu vai šķiedru siltumvadošās pildvielas siltumvadītspēja ir daudz labāka nekā gumijas matricai.
Visbiežāk izmantotās siltumvadošās pildvielas ir šādi materiāli:
1. Kubiskā beta fāzes nano silīcija karbīds (SiC)
Nanomēroga silīcija karbīda pulveris veido kontakta siltuma vadīšanas ķēdes, un to ir vieglāk sazarot ar polimēriem, veidojot Si-O-Si ķēdes siltuma vadīšanas karkasu kā galveno siltuma vadīšanas ceļu, kas ievērojami uzlabo kompozītmateriāla siltumvadītspēju, nesamazinot siltumvadītspēju. kompozītmateriāls Mehāniskās īpašības.
Silīcija karbīda epoksīda kompozītmateriāla siltumvadītspēja palielinās, palielinoties silīcija karbīda daudzumam, un nano-silīcija karbīds var dot kompozītmateriālam labu siltumvadītspēju, ja daudzums ir mazs.Silīcija karbīda epoksīda kompozītmateriālu lieces izturība un triecienizturība vispirms palielinās un pēc tam samazinās, palielinoties silīcija karbīda daudzumam.Silīcija karbīda virsmas modifikācija var efektīvi uzlabot kompozītmateriāla siltumvadītspēju un mehāniskās īpašības.
Silīcija karbīdam ir stabilas ķīmiskās īpašības, tā siltumvadītspēja ir labāka nekā citiem pusvadītāju pildvielām, un tā siltumvadītspēja ir pat lielāka nekā metālam istabas temperatūrā.Pētnieki no Pekinas Ķīmiskās tehnoloģijas universitātes veica pētījumus par alumīnija oksīda un silīcija karbīda pastiprinātas silikona gumijas siltumvadītspēju.Rezultāti liecina, ka silikona gumijas siltumvadītspēja palielinās, palielinoties silīcija karbīda daudzumam;ja silīcija karbīda daudzums ir vienāds, maza izmēra silīcija karbīda pastiprinātas silikona gumijas siltumvadītspēja ir lielāka nekā liela izmēra silīcija karbīda pastiprinātai silikona gumijai;Ar silīcija karbīdu pastiprinātas silīcija gumijas siltumvadītspēja ir labāka nekā ar alumīnija oksīdu pastiprinātai silīcija gumijai.Ja alumīnija oksīda/silīcija karbīda masas attiecība ir 8/2 un kopējais daudzums ir 600 daļas, silīcija gumijas siltumvadītspēja ir vislabākā.
Alumīnija nitrīds ir atomu kristāls un pieder pie dimanta nitrīda.Tas var pastāvēt stabili augstā temperatūrā 2200 ℃.Tam ir laba siltumvadītspēja un zems siltuma izplešanās koeficients, kas padara to par labu termiskā šoka materiālu.Alumīnija nitrīda siltumvadītspēja ir 320 W·(m·K)-1, kas ir tuvu bora oksīda un silīcija karbīda siltumvadītspējai un ir vairāk nekā 5 reizes lielāka nekā alumīnija oksīda siltumvadītspējai.Pētnieki no Qingdao Zinātnes un tehnoloģijas universitātes ir pētījuši ar alumīnija nitrīdu pastiprinātu EPDM gumijas kompozītmateriālu siltumvadītspēju.Rezultāti liecina, ka: palielinoties alumīnija nitrīda daudzumam, palielinās kompozītmateriāla siltumvadītspēja;kompozītmateriāla siltumvadītspēja bez alumīnija nitrīda ir 0,26 W·(m·K)-1, alumīnija nitrīda daudzumam palielinoties līdz Pie 80 daļām kompozītmateriāla siltumvadītspēja sasniedz 0,442 W·(m·K) -1, pieaugums par 70%.
3. Nano alumīnija oksīds (Al2O3)
Alumīnija oksīds ir sava veida daudzfunkcionāla neorganiskā pildviela, kurai ir liela siltumvadītspēja, dielektriskā konstante un laba nodilumizturība.To plaši izmanto gumijas kompozītmateriālos.
Pētnieki no Pekinas Ķīmiskās tehnoloģijas universitātes pārbaudīja nanoalumīnija oksīda/oglekļa nanocaurules/dabiskā kaučuka kompozītu siltumvadītspēju.Rezultāti liecina, ka kombinētai nanoalumīnija oksīda un oglekļa nanocauruļu izmantošanai ir sinerģiska ietekme uz kompozītmateriāla siltumvadītspējas uzlabošanu;kad oglekļa nanocauruļu daudzums ir nemainīgs, kompozītmateriāla siltumvadītspēja lineāri palielinās, palielinoties nanoalumīnija oksīda daudzumam;kad 100 Izmantojot nanoalumīnija oksīdu kā siltumvadīto pildvielu, kompozītmateriāla siltumvadītspēja palielinās par 120%.Ja kā siltumvadīto pildvielu izmanto 5 daļas oglekļa nanocaurules, kompozītmateriāla siltumvadītspēja palielinās par 23%.Ja izmanto 100 daļas alumīnija oksīda un 5 daļas Izmantojot oglekļa nanocaurules kā siltumvadošu pildvielu, kompozītmateriāla siltumvadītspēja palielinās par 155%.Eksperimentā tiek izdarīti arī šādi divi secinājumi: pirmkārt, kad oglekļa nanocauruļu daudzums ir nemainīgs, palielinoties nanoalumīnija oksīda daudzumam, pildvielu tīkla struktūra, ko veido vadošās pildvielas daļiņas gumijā, pakāpeniski palielinās, un tās zuduma koeficients. kompozītmateriāls pakāpeniski palielinās.Ja kopā tiek izmantotas 100 daļas nanoalumīnija oksīda un 3 daļas oglekļa nanocauruļu, kompozītmateriāla dinamiskā saspiešanas siltuma veidošanās ir tikai 12 ℃, un dinamiskās mehāniskās īpašības ir lieliskas;otrkārt, kad oglekļa nanocauruļu daudzums ir fiksēts, palielinoties nanoalumīnija oksīda daudzumam, palielinās kompozītmateriālu cietība un plīsuma izturība, bet samazinās stiepes izturība un pārrāvuma pagarinājums.
Oglekļa nanocaurulēm ir lieliskas fizikālās īpašības, siltumvadītspēja un elektrovadītspēja, un tās ir ideālas pastiprinošas pildvielas.To pastiprinošie gumijas kompozītmateriāli ir saņēmuši plašu uzmanību.Oglekļa nanocaurules veidojas, saritinot grafīta lokšņu slāņus.Tie ir jauna veida grafīta materiāls ar cilindrisku struktūru ar diametru desmitiem nanometru (10-30nm, 30-60nm, 60-100nm).Oglekļa nanocauruļu siltumvadītspēja ir 3000 W·(m·K)-1, kas ir 5 reizes lielāka par vara siltumvadītspēju.Oglekļa nanocaurules var ievērojami uzlabot gumijas siltumvadītspēju, elektrovadītspēju un fizikālās īpašības, un to pastiprinājums un siltumvadītspēja ir labāki nekā tradicionālie pildvielas, piemēram, ogle, oglekļa šķiedra un stikla šķiedra.Pētnieki no Qingdao Zinātnes un tehnoloģijas universitātes veica pētījumus par oglekļa nanocauruļu/EPDM kompozītmateriālu siltumvadītspēju.Rezultāti liecina, ka: oglekļa nanocaurules var uzlabot kompozītmateriālu siltumvadītspēju un fizikālās īpašības;palielinoties oglekļa nanocauruļu daudzumam, palielinās kompozītmateriālu siltumvadītspēja, un stiepes izturība un pagarinājums pārrāvuma brīdī vispirms palielinās un pēc tam samazinās, palielinās stiepes spriegums un plīsuma izturība;ja oglekļa nanocaurules ir mazs, liela diametra oglekļa nanocaurules ir vieglāk veidojamas siltumvadošas ķēdes nekā maza diametra oglekļa nanocaurules, un tās ir labāk apvienotas ar gumijas matricu.
Izlikšanas laiks: 30. augusts 2021