Ứng dụng của bột alumina hình cầu trong lĩnh vực dẫn nhiệt.
Bột alumina hình cầu (vi cầu alumina dẫn nhiệt) đã trở thành vật liệu chức năng quan trọng trong điện tử, năng lượng mới, gốm sứ tiên tiến, xúc tác và gia công chính xác nhờ những ưu điểm cốt lõi như độ dẫn nhiệt cao, khả năng cách điện cao, độ cầu cao, khả năng lấp đầy cao, độ nhớt thấp và độ ổn định hóa học. Dựa trên các nghiên cứu khoa học uy tín và tài liệu tiêu chuẩn ngành, phần sau đây tóm tắt các ứng dụng chính của nó.
I. Bao bì điện tử và quản lý nhiệt
1. Hợp chất đúc epoxy (EMC)/Vật liệu đóng gói
– Là chất độn dẫn nhiệt và cách nhiệt cốt lõi, nó được sử dụng trong bao bì của IC, thiết bị điện, đèn LED và cảm biến để cải thiện khả năng dẫn nhiệt của bao bì, giảm điện trở nhiệt và giảm biến dạng.
– Cấu trúc hình cầu đạt được tỷ lệ lấp đầy cao (lên đến 70–85 wt%), giảm độ nhớt của nhựa, cải thiện khả năng chảy và tạo hình, phù hợp với các loại bao bì tiên tiến (Fan-out, 2.5D/3D, SiP). Nhôm oxit hình cầu: Nhôm oxit hình cầu có thể cải thiện độ dẫn nhiệt EMC từ 0,8–1,2 W/(m·K) với các chất độn thông thường lên 2,0–3,5 W/(m·K) và giảm đáng kể hệ số giãn nở nhiệt.
2. Keo lót/keo đóng gói:
– Được sử dụng trong các công nghệ đóng gói tiên tiến như BGA, CSP và Flip-Chip, keo này lấp đầy khoảng trống giữa chip và đế, tăng cường khả năng tản nhiệt, giảm ứng suất nhiệt và cải thiện độ tin cậy.
– Các hạt hình cầu tạo ra độ nhớt thấp, đặc tính lấp đầy tốt và không có bọt khí trong chất kết dính. Sau khi đóng rắn, độ dẫn nhiệt có thể đạt 1,5–2,5 W/(m·K).
3. TIM (Vật liệu giao diện nhiệt):
– Là chất độn chính trong mỡ tản nhiệt, gel tản nhiệt, miếng tản nhiệt và chất kết dính tản nhiệt, được sử dụng để tản nhiệt giao diện nhiệt trong CPU/GPU, mô-đun nguồn, IGBT và mô-đun quang học. – Ưu điểm: Hàm lượng chất độn cao, độ nhớt thấp, độ dẫn nhiệt cao, cách điện và chịu nhiệt độ cao; độ dẫn nhiệt có thể đạt 3,0–6,0 W/(m·K), vượt trội hơn nhiều so với alumina thông thường.
II. Quản lý nhiệt cho xe năng lượng mới và hệ thống lưu trữ năng lượng
1. Quản lý nhiệt độ pin nguồn
– Các loại keo dẫn nhiệt, keo kết cấu, miếng đệm và vật liệu chuyển pha được sử dụng trong các mô-đun/ô pin điện để đạt được hiệu quả truyền nhiệt giữa ô pin, tấm tản nhiệt và vỏ, ngăn chặn hiện tượng quá nhiệt và cải thiện tuổi thọ chu kỳ. Keo dẫn nhiệt chứa alumina hình cầu có thể giảm điện trở nhiệt của pin từ 40–60% và cải thiện hiệu quả tản nhiệt hơn 30%.
2. Tản nhiệt cho động cơ/thiết bị điều khiển điện tử/thiết bị nguồn
– Các hợp chất, gel và miếng đệm cách điện dẫn nhiệt được sử dụng trong các mô-đun IGBT, bộ điều khiển động cơ, OBC và bộ chuyển đổi DC-DC để giải quyết các vấn đề tản nhiệt và cách điện dưới mật độ công suất cao.
III. Gốm sứ tiên tiến và vật liệu kết cấu
1. Gốm alumina hiệu năng cao
– Bột alumina hình cầu có khả năng chảy tuyệt vời, hoạt tính thiêu kết cao và mật độ cao (lên đến 97–99%), thích hợp để chế tạo các cấu kiện gốm có độ dẫn nhiệt cao, độ bền cao, khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt độ cao.
– Các ứng dụng điển hình: chất nền gốm, ổ trục gốm, gioăng, bạc lót chịu mài mòn, ống lò nung nhiệt độ cao và các cấu kiện kết cấu chịu nhiệt độ cao trong ngành hàng không vũ trụ. Gốm alumina hình cầu có thể đạt được độ dẫn nhiệt 25–30 W/(m·K), với độ bền uốn tăng 20–30% và khả năng chống mài mòn tốt hơn đáng kể so với gốm bột không hình cầu.
2. Sản xuất bồi đắp (In 3D) Gốm sứ
– Bột alumina hình cầu có khả năng chảy tốt, mật độ tơi xốp và độ đồng nhất cao, thích hợp cho các phương pháp in 3D gốm sứ như SLM, DLP, SLA và các phương pháp khác để chế tạo các bộ phận gốm sứ có cấu trúc phức tạp.
– Ứng dụng: các bộ phận đầu nóng cho động cơ máy bay, gốm sinh học và các cấu kiện kết cấu gốm chính xác.
IV. Ngành công nghiệp xử lý bề mặt
Nhôm oxit dạng cầu có thể được sử dụng làm vật liệu phủ phun để phủ lên bề mặt các chi tiết gia công, giúp cải thiện khả năng dẫn nhiệt, chống oxy hóa, chống mài mòn và chịu nhiệt độ cao của lớp phủ.
V. Keo dẫn nhiệt và nhựa kỹ thuật
– Lớp phủ cách điện và hợp chất đổ khuôn: Được sử dụng để cách điện và tản nhiệt trong các máy biến áp điện tử, cuộn cảm, bộ nguồn, bộ chuyển đổi tần số và bộ biến tần quang điện.
– Nhựa dẫn nhiệt và nhựa kỹ thuật: PA, PPS, LCP biến tính nhiệt, v.v., được sử dụng cho giá đỡ đèn LED, vỏ tản nhiệt và các linh kiện cấu trúc điện tử.
