發(fā)布時間 2014-05-13

最近塑料散熱器也引起人們的注意.按理導(dǎo)熱性能好的材料通常都是導(dǎo)電性能好的材料,反過來導(dǎo)電性能差的塑料,其導(dǎo)熱性能一定也差.這是必然的.所以顯然金屬要比塑料的導(dǎo)熱性好.實際上也是如此.那么,是不是塑料就一定不能用來做散熱器呢?并不如此!
最近國際上研發(fā)出了多種導(dǎo)熱塑料,其材料大多為以工程塑料和通用塑料為基材,如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等.然后在塑料中填充某些金屬氧化物粉末、碳、纖維或陶瓷粉末而成.例如將聚苯硫醚(PPS)與大顆粒氧化鎂(40~325目)相混合就可以制成一種絕緣形的導(dǎo)熱塑料.其典型的熱傳導(dǎo)率范圍為1-20W/m-K,某些品級可以達(dá)到100W/m-K.這一數(shù)值大約是傳統(tǒng)塑料的5-100倍,一般塑料的熱傳導(dǎo)率只有0.2W/m-K.不過如果為了得到高導(dǎo)熱率而添加過多的金屬粉末,就會變成具有導(dǎo)電性.以致無法在某些場合應(yīng)用.美國Cool ploy公司的一些導(dǎo)熱塑料的性能如下.
E4505(PC):導(dǎo)熱系數(shù)10w/mk導(dǎo)熱導(dǎo)電應(yīng)用:外殼和輻射器
D5108(PPS):導(dǎo)熱系數(shù)10w/mk導(dǎo)熱絕緣應(yīng)用:板子/芯片
D5506(LCP):導(dǎo)熱系數(shù)10w/mk導(dǎo)熱絕緣應(yīng)用:板子/芯片
D8102(TPE):導(dǎo)熱系數(shù)3w/mk導(dǎo)熱絕緣應(yīng)用:界面
E5101(PPS):導(dǎo)熱系數(shù)20w/mk導(dǎo)熱導(dǎo)電應(yīng)用:散熱器
那么為什么導(dǎo)熱塑料還可以做成散熱器呢?它的散熱性能能和傳統(tǒng)的鋁散熱器比美嗎?完全可以,甚至更好!你能相信嗎?
我們知道,任何散熱器,除了要能快速地把熱量從發(fā)熱源傳導(dǎo)出到散熱器的表面,最后還是要靠對流和輻射把熱量散到空氣中.導(dǎo)熱系數(shù)高,只解決了傳熱快的問題,而散熱則主要由散熱面積、形狀、自然對流和熱輻射的能力決定,這些幾乎和材料的導(dǎo)熱性無關(guān).所以只要有一定的熱傳導(dǎo)能力,塑料散熱器照樣可以成為良好的散熱器!
一般來說,如果熱量從熱源到散熱器表面的距離小于5mm,那么只要導(dǎo)熱系數(shù)大于5時,其散熱就是由對流主導(dǎo)的了,這時候傳導(dǎo)散熱就已經(jīng)不起什么作用了.
而且對于理想的好散熱器來說,大約7成的熱是靠對流散熱,而3成的熱是靠輻射散熱.
而導(dǎo)熱塑料的輻射散熱能力一點(diǎn)也不遜色.下面是各種材料的熱輻射系數(shù).
所以可以說,如果兩個形狀完全相同的散熱器,一個是鋁做的,一個是導(dǎo)熱塑料做的,如果鋁做的散熱器沒有經(jīng)過發(fā)黑處理,其散熱能力還比不上黑色導(dǎo)熱塑料做成的散熱器!因為二者的對流散熱是一樣的,而輻射散熱則以塑料的更好!
下面以一種上海合復(fù)新材料公司的散熱塑料為例,這種材料的指標(biāo)如下:
和常用的鋁散熱器相比,不可忽視塑料導(dǎo)熱材料還有一些其他優(yōu)點(diǎn).
與傳統(tǒng)材料相比,導(dǎo)熱聚合物有較高的耐屈撓性和拉伸剛度,但抗沖擊強(qiáng)度較差,而且其固有的低熱膨脹系數(shù)可有效減少制件收縮.
其實可以認(rèn)為其最大的優(yōu)點(diǎn)是絕緣.鋁散熱器由于其良好的導(dǎo)電性往往是非隔離式電源在通過CE或UL認(rèn)證時所擔(dān)心的一個因素,而采用塑料散熱器就可以同時采用非隔離式電源而不必?fù)?dān)心其安全問題.
此外,它的密度要比鋁輕.鋁的密度是2700kg/m3,而塑料的密度為1420kg/m3,差不多為鋁的一半,所以同樣形狀的散熱器,塑料散熱器的重量只有鋁的1/2.而且加工簡單,其成型周期可以縮短20-50%,這也就降低了成本的壓力.

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