Таблица загрузки наполнителя BN: вязкость и теплопроводность от 20 до 60 об.%

Сферический BN в силиконе имеет крутую кривую: 30 об.% обеспечивают 2,5 Вт/мК при 12 Па·с, 45 об.% достигают 5,3 Вт/мК при 110 Па·с, а 55 об.% дают 7,9 Вт/мК при 1400 Па·с — трехкратное увеличение проводимости при 13-кратном ухудшении вязкости. Вот почему процент загрузки наполнителя из нитрида бора в зависимости от данных теплопроводности имеет большее значение, чем любая таблица данных по одной точке: полезное окно никогда не находится там, где проводимость самая высокая, а там, где насос все еще движется. Ниже приведена полная кривая от 20 до 60 об.%, ловушка массового процента, из-за которой два поставщика расходятся во мнениях относительно одного и того же числа, и загрузка, которая действительно работает для смазки, заполнителя зазоров, прокладки и заливки.

XHT (Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd.) измеряет эти кривые для марок продукции, а ее лаборатория исследований и разработок новых технологий материалов сообщает о k и вязкости для одной и той же партии, а не экстраполирует модель.

1. Как на самом деле выглядит кривая загрузки от 20 до 60 об%?

Проводимость медленно возрастает примерно до 35 об.%, затем почти линейно возрастает до 9,4 Вт/мК при 60 об.%, в то время как вязкость растет экспоненциально от первой частицы и пересекает предел дозирования 400 Па·с около 50 об.%. Именно из-за этой формы процент содержания наполнителя из нитрида бора в зависимости от данных о теплопроводности следует рассматривать как пару кривых, а не одну: поставщик, указывающий k без соответствующей вязкости, не учитывает половину, которая решает, может ли быть изготовлен состав. Две кривые пересекаются там, где живут практические формулировки, и эта точка пересечения и есть вся проблема дизайна.

Две особенности объясняют большинство аргументов формулировок. Во-первых, кривая проводимости выпуклая: первые 35 об.% покупают 3,3 Вт/мК, а последние 15 об.% добавляют еще 4,6. Содержание наполнителя ниже 30 об.% в основном связано с затратами на вязкость. Во-вторых, вязкость является экспоненциальной, а не линейной: переход от 45 к 50 об.% умножает вязкость на 3,5, и это точка, в которой предел устанавливает дозирующее оборудование, а не химия.

Ловушка весового процента

Поставщики указывают весовые %; физика работает на vol%. Поскольку BN имеет плотность 2,2 г/см³ против 3,9 для оксида алюминия, те же 60% по весу означают 40% по объему BN, но только 30% по объему глинозема - поэтому покупатель, сравнивающий системы с наполнением на 60% по весу, сравнивает две разные загрузки. Это единственная наиболее распространенная причина, по которой две лаборатории сообщают о разных значениях k для того, что выглядит как один состав, и почему заявление «60 мас.% BN, 6,6 Вт/мК» следует рассматривать как бимодальный сорт при примерно 50 об.%, а не как унимодальный при 40.

Бимодальная упаковка сдвигает кривую вправо. Добавление 20–25% мелочи к одной пятой D50 повышает верхний предел упаковки примерно с 60 до 68 об.%, что дает примерно 1 Вт/мК при неизменной вязкости. Классификационная лаборатория, которая режет BN при D50 20 мкм, также сортирует производство специальных керамических шариков размером от 30 до 200 мкм на том же приборе, поэтому окна размеров измеряются, а не предполагаются.

✅ Итог: ниже 35 об.% вы покупаете вязкость, а не проводимость; доходность начинается только выше него.

2. Каково оптимальное содержание нитрида бора в силиконовой термопасте?

45–50 об.% — около 65–69 мас.% — является практическим оптимальным для расходуемой термопасты: она обеспечивает 5,3–6,5 Вт/мК, оставаясь при этом ниже потолка в 400 Па·с, который выдерживает большинство дозаторов. Ниже 40 об.% состав оставляет на столе 1–2 Вт/мК; выше 52 об.% соединение перестает вести себя как смазка и начинает вести себя как паста, требующая тепла и давления.

Вязкость эпоксидного композита на основе нитрида бора при 40 объемных процентах отличается от вязкости силиконового корпуса — примерно 25–40 Па·с вместо 55 — потому что эпоксидная основа тоньше, а связующий агент меняет смачивание. Именно из-за более низкой вязкости эпоксидная заливка может иметь концентрацию 45 об.%, а силиконовая смазка не может: потолок устанавливается носителем, а не наполнителем.

Четыре рычага, которые перемещают кривую без изменения нагрузки

1. Бимодальная смесь — специальная смесь 20 мкм и 4 мкм в соотношении 5:1 позволяет получить 1 Вт/мК при постоянной вязкости или снижает вязкость на 40 % при постоянном k.

1. Обработка поверхности — слой силана или титаната снижает вязкость на 20–35% при 50 об.% за счет нарушения трения наполнитель-наполнитель.

1. Горячее дозирование — обработка состава при температуре 60–70 °C снижает вязкость примерно в 5 раз, что делает возможным использование 52–55 об.% на существующем оборудовании.

1. Форма — сферическая по отношению к тромбоцитам соответствует более чем 10 об.% нагрузки при одинаковой вязкости, поскольку тромбоциты упаковываются плоско и рано превращаются в гель.

Практическая последовательность: сначала установите потолок вязкости на вашем дозаторе, затем прочтите максимальную нагрузку по таблице, а затем решите, дает ли бимодальная или поверхностная обработка дополнительные 1 Вт/мК. Если сделать это в другом порядке, получится рецептура, которая пройдет лабораторию и остановит линию.

✅ Итог: сначала установите потолок вязкости, затем считайте нагрузку по кривой — никогда не наоборот.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Одинакова ли оптимальная загрузка нитрида бора в силиконовую термопасту для заполнителей зазоров? Ответ: Нет — заполнители зазоров располагаются на 5–10 об.% ниже, при 35–45 об.%, поскольку они должны затекать в полость размером 1–3 мм при низком давлении. Состав смазки, помещенный в дозатор, предназначенный для заполнения зазоров, приведет к истощению насоса.

Вопрос: Соответствуют ли опубликованные данные о процентном содержании наполнителя из нитрида бора и наборах данных по теплопроводности? Ответ: Редко, и причина обычно в весовых процентах и ​​объемных процентах или унимодальной или бимодальной упаковке. Прежде чем сравнивать две кривые, спросите об основе, используемой плотности и методе испытания.

Вопрос: Как изменится вязкость эпоксидного композита на основе нитрида бора при 40 объемных процентах? Ответ: Оно падает примерно до 25–40 Па·с против 55 для силикона, поскольку эпоксидная основа становится тоньше, а связующий агент меняет смачиваемость, а срок годности сокращается, когда наполнитель повышает температуру смеси. XHT предлагает прямые заводские цены по 1 кг, 25 кг и 1 т, поставляет специальные окна D50 для бимодальных смесей и предлагает OEM-классы с обработанной поверхностью со скидкой от оптовой цены от 100 кг. Покупатели, сравнивающие перевозчиков, также могут просмотреть производство линий по производству электронных специальных материалов во время одного и того же посещения сайта.

Запрашивайте кривую, а не таблицу данных

Отправьте потолок вязкости вашего ТРК и целевой показатель k, и XHT вернет рекомендацию по загрузке с измеренной кривой — пять точек от 20 до 60 об.%, k и вязкость для одной и той же партии. Компания Jiangsu Xinhetong New Material Technology Co., Ltd. отправляет оценочные образцы весом 1 кг на производственном уровне, поэтому кривая переносится на вашу линию.