Bột cacbua silic dùng cho dẫn nhiệt và tản nhiệt
Bột cacbua silic (SiC) là loại bột cao cấp thường được sử dụng trong các chất độn dẫn nhiệt và vật liệu tản nhiệt. Các đặc tính hiệu năng chính của nó tập trung vào độ dẫn nhiệt cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp, độ ổn định cao, khả năng cách điện cao và dễ dàng sử dụng làm chất độn, cụ thể như sau:
1. Độ dẫn nhiệt cao, vượt xa so với alumina.
– Độ dẫn nhiệt lý thuyết có thể đạt 200–490 W/(m·K) (có sự khác biệt nhỏ giữa các dạng tinh thể khác nhau; độ dẫn nhiệt của silicon carbide pha alpha cao hơn so với pha beta).
– Trong các ứng dụng thực tế với vai trò chất độn, độ dẫn nhiệt của nó cao hơn đáng kể so với alumina (Al₂O₃). Sự cải thiện về độ dẫn nhiệt của vật liệu composite càng rõ rệt hơn ở cùng hàm lượng chất độn.
2. Hệ số giãn nở nhiệt thấp, khả năng tương thích tốt với chất bán dẫn/gốm sứ
– Hệ số giãn nở tuyến tính xấp xỉ 3,5–4,5 × 10⁻⁶ /℃.
– Nó tương tự như chip silicon, chất nền gốm và vỏ bao bì nhôm silicon cacbua (AlSiC). Nó thể hiện ứng suất nhiệt thấp, khả năng chống sốc nhiệt mạnh và không dễ bị nứt do chu kỳ nhiệt.
3. Độ bền hóa học cực cao và khả năng chịu nhiệt độ cao
– Sản phẩm duy trì độ ổn định cấu trúc ở nhiệt độ 800℃ hoặc thậm chí cao hơn mà không bị phân hủy hay hư hỏng.
– Chống chịu được axit, kiềm và quá trình oxy hóa; không xảy ra các phản ứng giao diện có hại với nhựa hoặc kim loại ở nhiệt độ cao. Do đó, nó phù hợp cho việc tản nhiệt ở nhiệt độ cao và môi trường thiết bị công suất cao.
4. Khả năng cách điện tốt, không ảnh hưởng đến an toàn điện.
– Bột SiC có độ tinh khiết cao có điện trở suất thể tích cao, được xếp vào loại chất độn bán cách điện/cách điện.
– Nó cải thiện khả năng dẫn nhiệt mà không làm giảm hiệu suất cách nhiệt. Do đó, bột SiC thích hợp để sử dụng trong chất kết dính dẫn nhiệt cách điện, miếng đệm dẫn nhiệt và hợp chất đổ khuôn.
5. Độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, phù hợp với điều kiện vận hành lâu dài.
– Độ cứng Mohs xấp xỉ 9,5, gần bằng kim cương.
– Vật liệu này có khả năng chống mài mòn và ăn mòn, thích hợp cho các cấu trúc và lớp phủ tản nhiệt công suất cao, độ tin cậy cao.
Tóm lại, những ưu điểm cốt lõi của bột SiC trong lĩnh vực tản nhiệt bao gồm độ dẫn nhiệt cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp, khả năng chịu nhiệt cao, cách điện, độ ổn định và khả năng lấp đầy cao. Đây là chất độn dẫn nhiệt hiệu suất cao có thể thay thế hoặc kết hợp với alumina trong các trường hợp như nguồn điện công suất cao, điều khiển điện tử xe năng lượng mới, IGBT, mô-đun quang học và bao bì điện tử cao cấp.
