验证导热效果:实验方法

为了验证高导热树脂的导热效果,通过实验对以往的材料(PC+GF30%)和高导热树脂的导热性进行了比较。

  • 材料
    • PC+GF30wt%材料(热导率0.3W/m/K)
    • 高导热聚碳酸酯 TPN1122(热导率8.3W/m/K)
  • 试样 100mm×100m×3mmt 平板
  • 测量条件 给橡胶电热片加载试样3.2W的电力
    加热试样的一部分,通过红外线辐射测温仪测量了温度变化。
高温导热PC

验证导热效果:实验结果

验证导热效果:实验结果

以往的材料仅电热片的接触区域温度上升,其他区域没有热量传递。

而实验证实,对于高导热树脂,热量也很好地传递到了电热片接触区域以外的区域。

可以认为使用高导热树脂能获得以下效果。

  • 防止特定部位出现高温 
    → 防止烫伤
  • 使温度均匀分布   
    → 减小翘曲
  • 增加高温区域的面积 
    → 通过导热增加放热量

热导率各向异性

主要牌号的成型板的热导率测量值

主要牌号的成型板的热导率测量值
流动方向
  • 受填充材料定向的影响,流动方向的热导率
  • 最高,而厚度方向的热导率不会达到那么高。

厚度方向热导率的影响:CAE分析条件

与平面方向相比,本材料垂直(厚度)方向的热导率没有那么高。
由于担心此情况导致实际使用时出现问题,所以我们通过CAE分析,比较了厚度方向导热率较低的各向异性树脂与各向同性树脂的导热性。

分析软件 CAEFEMv8.3

分析条件
模型形状
100x50x3mm的平板
分析模型
二次六面体单元 20x10x3mesh
边界条件
在顶部30mm的表面上加载0.001W/mm²的热通量
初始温度
20℃
材料常数
  • 各向异性体 λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
    λz=0.4W/m/K(仅厚度方向的热导率为1/20)
    C=0.14J/g/K  r=1.2e-3g/mm3
  • 各向同性体 λx= 8W/m/K λy= 8W/m/K
    λz=8W/m/K C=0.14J/g/K  r=1.2e-3g/mm3
CAE解析条件

厚度方向热导率的影响:CAE分析结果

厚度方向热导率的影响:CAE分析结果

分析结果表明,在本条件下,各向异性材料(厚度方向的热导率为平面方向的1/20 )与各向同性材料的温度分布几乎相同。

由此可见,像本材料这样的厚度方向热导率低的各向异性材料在实际使用中应该也没有问题。