Dans l'ère actuelle de miniaturisation des appareils électroniques, de développement rapide de la nouvelle industrie énergétique et d'amélioration continue de la puissance d'éclairage LED, la « dissipation thermique » est devenue un goulot d'étranglement majeur limitant l'amélioration des performances des produits et l'allongement de la durée de vie. Les matériaux conducteurs thermiques traditionnels ont une efficacité de conductivité thermique insuffisante, une mauvaise compatibilité et sont sujets à la sédimentation, ce qui rend difficile la satisfaction des besoins des scénarios de demande élevée.Nanooxyde d'aluminium, avec sa structure nanométrique unique et son excellente conductivité thermique, est en train de devenir une « percée en matière de performances » dans le domaine de la conductivité thermique, fournissant des solutions efficaces de dissipation thermique pour de multiples industries telles que l'électronique, les nouvelles énergies et l'éclairage.
Tout d’abord, pourquoi choisir la nano-alumine ? Les fonctionnalités de base établissent un avantage en matière de conductivité thermique
En tant que poudre fonctionnelle à l'échelle nanométrique axée sur le domaine de la conductivité thermique, les produits à base d'oxyde d'aluminium répondent parfaitement aux exigences des scénarios de conductivité thermique en termes de processus de préparation et de conception de performances. Les principaux avantages peuvent être résumés comme « trois sommets et deux optimisations » :
1. Conductivité thermique élevée, efficacité de dissipation thermique beaucoup plus élevée que les poudres traditionnelles
Grâce à un contrôle spécial de la structure cristalline et à une optimisation de la taille des particules, la conductivité thermique peut atteindre 30 à 35 W/(m · K), dépassant de loin l'oxyde d'aluminium traditionnel à l'échelle micrométrique (généralement inférieur à 20 W/(m · K)). La taille des particules à l'échelle nanométrique permet à la poudre d'être remplie plus uniformément dans la matrice conductrice thermique, formant un chemin conducteur thermique « sans espace », réduisant considérablement la résistance thermique et permettant à la chaleur de se transférer rapidement vers l'interface de dissipation thermique, résolvant ainsi le problème de « surchauffe locale » de l'équipement.
2. Haute dispersivité, pour éviter l'agglomération affectant l'effet de conduction thermique. Les nanopoudres traditionnelles sont faciles à agglomérer en raison de leur énergie de surface élevée, ce qui entraîne une « zone aveugle de conduction thermique » à l’intérieur du matériau de conduction thermique. Après le traitement de modification de surface, la teneur en hydroxyle à la surface de l'alumine est contrôlée avec précision dans une plage raisonnable, ce qui permet d'obtenir une excellente compatibilité avec les substrats conducteurs thermiques courants tels que la résine époxy, le caoutchouc de silicone, le polyuréthane, etc.
3. Haute stabilité, adaptée aux conditions de travail complexes
L'oxyde d'aluminium présente une excellente stabilité chimique et une résistance aux températures élevées. Il ne subit pas de transformation de phase ou de décomposition dans la plage de température de -50 ℃ à 200 ℃ et ne réagit pas chimiquement avec divers substrats conducteurs thermiques. Qu'il s'agisse d'un fonctionnement à long terme à haute température d'appareils électroniques ou de cycles de charge et de décharge de batteries à énergie nouvelle, l'alumine peut maintenir une conductivité thermique stable et prolonger la durée de vie du produit.
4. La faible teneur en impuretés garantit la sécurité du produit
Grâce à des processus de purification précis, la teneur en impuretés de l'alumine (telles que le fer, le sodium, le silicium, etc.) est contrôlée en dessous de 0,01 %, sans pollution par les métaux lourds, et répond aux normes environnementales telles que RoHS dans l'industrie électronique. Il peut également garantir la sécurité et l'innocuité des composants thermoconducteurs des appareils électroménagers qui entrent en contact avec la peau et des appareils électroniques utilisés par les enfants.
5. Excellente rentabilité, réduisant les coûts de production pour les entreprises
Comparée aux poudres telles que le nanonitrure d'aluminium et le nanocarbure de silicium ayant une conductivité thermique similaire, l'alumine dispose d'une gamme plus large de sources de matières premières et de processus de préparation plus matures, avec un prix seulement 1/3 à 1/2 du premier. Tout en garantissant que la conductivité thermique répond à la norme, cela peut aider les entreprises à réduire considérablement les coûts de production des matériaux conducteurs thermiques et à améliorer leur compétitivité sur le marché des produits.
Deuxièmement, l'application spécifique de l'alumine dans le domaine de la conductivité thermique : des composants centraux aux produits finaux.
1. Dans le domaine des appareils électroniques : protection contre le refroidissement des puces et des cartes PCB
Avec l'intégration croissante des puces, CPU、GPU、 La génération de chaleur des composants de base tels que les circuits intégrés de puissance continue d'augmenter. Si la dissipation thermique n'est pas effectuée à temps, cela peut entraîner une dégradation des performances ou un grillage de la puce. Il est principalement utilisé dans deux types de matériaux conducteurs thermiques clés : • film de silicium conducteur thermique/gel conducteur thermique : de la nanoalumine est ajoutée à la matrice de gel de silice en tant que charge conductrice thermique, et la conductivité thermique du film de silicium conducteur thermique peut atteindre 2,0 ~ 5,0 W/(m ・ K), ce qui peut s'adapter étroitement à l'espace entre la puce et le dissipateur thermique, combler l'espace d'interface et conduire rapidement la chaleur. À l'heure actuelle, il est largement utilisé pour le refroidissement des puces dans les ordinateurs portables, les serveurs et les stations de base 5G, réduisant la température de fonctionnement des puces de 15 à 25 ℃ et améliorant la stabilité des performances de plus de 30 %.
Encre thermoconductrice pour carte PCB : l'ajout de nano-alumine à la couche de circuit thermoconductrice de la carte PCB peut améliorer l'efficacité de conductivité thermique de la couche de circuit et éviter le problème de « point chaud » causé par un courant local excessif. En particulier dans les cartes PCB électroniques automobiles (telles que les radars de voiture et les contrôleurs de conduite autonome), la résistance à haute température de la nano-alumine garantit un fonctionnement stable de la carte PCB dans l'environnement à haute température du compartiment moteur, réduisant ainsi le taux de défaillance de 50 %.
2. Dans le domaine des énergies nouvelles : contribuer à la « dissipation thermique sûre » des batteries et des bornes de recharge
Les problèmes de dissipation thermique des batteries de véhicules à énergie nouvelle, des batteries de stockage d’énergie et des stations de recharge sont directement liés à la sécurité et à l’endurance d’utilisation.
Les scénarios d'application de la nano-alumine comprennent principalement : • Adhésif d'étanchéité thermoconducteur pour blocs-batteries : mélange de nano-alumine avec un adhésif d'étanchéité en résine époxy et scellement entre les cellules de la batterie du module de batterie, ce qui peut fixer les cellules, isoler les impacts externes et transférer rapidement la chaleur générée par la charge et la décharge des cellules à la coque de la batterie. Selon les données de test d'une entreprise de véhicules à énergies nouvelles, l'utilisation d'un adhésif d'encapsulation contenant de la nanoalumine peut réduire la température maximale de la batterie de 12 ℃, prolonger la durée de vie du cycle de charge et de décharge de plus de 200 fois et éviter efficacement le risque d'« emballement thermique ».
Pâte thermique de la pile de chargement : le module d'alimentation de la pile de chargement génère une grande quantité de chaleur lors d'une charge à charge élevée. L'application d'une pâte thermique en nano-alumine entre le module d'alimentation et le ventilateur de refroidissement augmente l'efficacité thermique de 40 % par rapport à la pâte thermique traditionnelle, prolongeant le temps de charge continue de la pile de charge de 2 heures à 4 heures sans arrêt fréquent pour refroidissement.
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