어떤 형태의 알루미나 열전도성 분말이 분산성이 좋은가요?
전자 기기의 소형화 및 고성능화가 진행됨에 따라, 효율적인 방열은 기기의 안정적인 작동을 보장하는 핵심 요소가 되었습니다. 방열 재료의 핵심 필러인 알루미나 열전도성 분말의 형태적 선택은 복합 재료의 열전도도 및 가공 기술에 직접적인 영향을 미칩니다. 다양한 형태 중에서도 독특한 기하학적 구조와 뛰어난 유동성을 가진 구형 알루미나는 최고의 분산성을 가진 솔루션으로 인정받고 있으며, 열전도성 재료 분야의 기술 혁신을 선도하고 있습니다.
형태가 성능을 결정합니다: 구형 알루미나는 분산성에서 상당한 이점을 보여줍니다
열전도성 필러 분야에서 알루미나 분말의 형태는 매트릭스 재료 내 분산성에 결정적인 영향을 미칩니다. 연구에 따르면, 서로 다른 형태를 가진 알루미나 분말은 고분자 매트릭스에서 상당한 차이를 보입니다.
구형 알루미나 분말:규칙적인 기하학적 모양과 매끄러운 표면을 가지고 있어 입자가 매트릭스 내에서 굴러가기 쉽고 균일하게 분산됩니다. 유동성이 우수하여 매트릭스의 틈새를 빈틈없이 채워 효율적인 열전도 네트워크를 형성하고 혼합 장비의 마모를 줄입니다.
각진/불규칙한 알루미나 분말:거칠고 각진 표면으로 인해 입자들이 기계적 맞물림과 정전기적 흡착에 취약하여 심각한 응집을 초래합니다. 이러한 유형의 분말은 유동성이 낮고 매트릭스 내 분포가 불균일하여 열전도도가 낮은 핫스팟(더운 점)이 형성됩니다.
섬유상 알루미나 분말:높은 종횡비 구조는 특정 방향으로 열전도 경로를 제공할 수 있지만, 명확한 방향성 문제가 있어 3차원의 균일한 분산을 달성하기 어렵고 가공 중에 파손되기 쉽습니다.
플레이크 모양의 알루미나 분말:2차원 평면 구조는 전단력 하에서 평행하게 배열되는 경향이 있습니다. 면내 열전도도는 높지만, 면외 열전도도는 약하여 침하 및 박리가 발생하기 쉽습니다.
과학적 메커니즘: 구형 구조가 분산에 더 유리한 이유는 무엇일까?
구형 알루미나의 분산성 이점은 독특한 물리적 작용 메커니즘에서 비롯됩니다.
기하학적 효과:완벽한 구형 입자는 유동장에서 균일한 힘을 받아 불규칙한 모양으로 인한 국부 응력 집중을 줄입니다. 입자 크기 분포가 1~5마이크론 범위에 있을 때, 구형 입자는 최적의 충전 밀도(이론적으로 최대 74%)를 달성할 수 있으며, 이는 각진(약 64%) 및 시트형(약 58%) 필러보다 훨씬 높습니다. 촘촘한 충전은 계면 결함 감소와 더욱 응집력 있는 열전도도 네트워크를 의미합니다.
표면 특성:플라즈마법으로 제조된 구형 알루미나의 표면 에너지는 비교적 낮고, 정제 처리를 거친 후 순도는 99.99% 이상에 도달할 수 있어 불순물로 인한 계면 상호작용을 줄일 수 있습니다.
유변학적 거동:구형 입자는 전단 작용 하에서 으아아아(볼 롤링) 효과를 생성하며, 전단 속도가 증가함에 따라 시스템의 점도가 급격히 감소하여 전형적인 의소성 유체 특성을 보입니다. 이는 가공 중 재료의 흐름을 용이하게 하고, 가공 중단 후 구조적 강도를 빠르게 회복시켜 침하를 방지합니다.
파우더 링 산업 보고서에 따르면 구형 알루미나가 채워진 열전도성 실리콘 그리스의 열 저항은 기존 제품에 비해 50% 이상 낮아졌으며, CPU 방열 응용 분야에서 온도 차이는 최대 15℃에 달할 수 있다고 합니다. 이 데이터는 실제 방열에 대한 적절한 분산 개선 효과를 완벽하게 검증한 것입니다.
요약하다
열 관리 재료 분야에서 형태 설계는 필러 성능 향상을 위한 핵심 전략으로 자리 잡았습니다. 구형 알루미나는 규칙적인 기하학적 모양, 낮은 표면 에너지, 그리고 뛰어난 유동성으로 인해 분산성 측면에서 상당한 이점을 제공하며, 전자 소자의 소형화 및 고출력 개발을 위한 재료 기반을 제공합니다. 표면 개질 기술과 컴파운딩 공정의 지속적인 발전으로 구형 알루미나 필러는 기존의 한계를 뛰어넘고 5G 통신, 고성능 칩, 신에너지 자동차 등의 분야에서 점점 더 중요한 역할을 수행하고 있습니다.
앞으로 형태 제어, 표면 공학, 그리고 배합 최적화의 협력적 혁신을 통해 구형 알루미나 열전도성 분말은 정밀한 열전도 네트워크 구축을 달성하여 열 관리 소재 분야에 혁신적인 돌파구를 가져올 것으로 기대됩니다. 동차오 뉴 머티리얼즈(동차오 새로운 재료)와 같은 국내 기업의 기술 축적은 중국이 소재 강국에서 소재 강국으로 도약하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.