導熱填料的導熱機理是什么？

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蘇州陽池科技有限公司2024-04-17

固體導熱分為電子導熱、聲子導熱和光子導熱。由于高分子聚合物本身無自由電子，其熱傳導主要通過晶格振動和分子鏈振動來實現，熱能的載體主要是聲子。填料種類不同，其導熱機理也不同，金屬填料主要通過電子導熱，而非金屬填料主要依靠聲子進行熱傳導，其熱擴散速率主要取決于鄰近原子或結合基團的振動。當填料的添加量達到一定值時，顆粒之間才能相互接觸，形成導熱通路，聚合物由熱的不良導體向熱的良性導體轉變，這種轉變即是“逾滲”。當填料的填充量較低時，填料在基體中是孤立的，彼此之間接觸很少，也沒有相互作用，不能在基體中形成導熱通路，對提高復合材料導熱性能的貢獻不大。當填料的添加量繼續增加，達到逾滲值以上時，填料之間就會相互接觸，產生相互作用，形成導熱網鏈。當導熱網鏈的取向與熱流方向平行時，復合材料的導熱性能就會顯著提高；如果在熱流方向上未形成導熱網鏈，則會造成很大的熱阻，導致導熱系數較低。因此，如何在體系中形成大的導熱網鏈，是獲得高導熱系數的關鍵。