Rövid következtetés

Azonos átlagos részecskemérettelD50=10 µmközötti különbségSiC 88% és SiC 90%hatással lehet a hőátadásra a LED-es hőrendszerekben. A nagyobb tisztaság kevesebb szennyeződést jelent, és ezáltal kevesebb potenciális fononszórási központot és hőkorlátot jelent a kompozit anyagon belül.

Olyan alkalmazásokhoz, ahol stabil hőleadásra van szükség - pl.autóipari LED-es fényszórók, nagy teljesítményű LED{0}}modulok, utcai világítás, projektorok és AlSiC/CuSiC fémmátrix kompozitok- Általában a 90%-os SiC az előnyben részesített lehetőség, minden más tényező változatlansága mellett.

A 2 százalékpontos eltérés azonban nem tekinthető általános garanciának a hővezető képesség bizonyos növekedésére. A tényleges eredmény nemcsak a SiC-tartalomtól függ, hanem attól isgranulometria, szemcsealak, mátrix típus, kötőanyag tartalom, interfész minőség, keverési, préselési és szinterezési technológia, valamint a működési feltételek.

Miért olyan fontos a hővezető képesség a LED-ek számára?

A LED az elektromos energiát fénnyé és hővé alakítja. A hő jelentős része a területen keletkezikp-n-átmenet, így a hőleadás hatékonysága közvetlenül összefügg a LED üzemi hőmérsékletével.

Ha a hűtés nem elég hatékony, a következők fordulhatnak elő:

• a p-n-csomópont hőmérsékletének növelése;
• a fényhatásfok csökkenése;
• a foszfor felgyorsult öregedése;
• az optikai jellemzők változása;
• a termikus stressz növekedése;
• A LED-modul tervezési élettartamának csökkentése.

Ezért a LED-ek hővezető anyagainak fejlesztésekor nagy figyelmet fordítanak a nagy hővezető képességű anyagokra.

Szilícium-karbid (SiC)különféle hővezető kompozíciókban használják a magas hővezető képesség, a hőstabilitás és a magas hőmérsékletekkel szembeni ellenállás kombinációja miatt.

Az anyag alakjától és szerkezetétől függően a SiC hővezető képessége jelentősen változhat. Az egykristályos és kerámia SiC esetében a referencia irodalom nagyságrendi értékeket közöl120–270 W/(m K), míg egyes kompozitok esetébenAlSiCegy tipikus tartomány körülbelül lehet170–200 W/(m K).

Ebben az esetben a kész kompozit tulajdonságait nem lehet közvetlenül azonosítani a tiszta SiC kristály hővezető képességével.

1. Miért befolyásolja a SiC tisztasága a hővezető képességet?

A szilícium-karbamid kristályszerkezetében lévő hő főként ezen keresztül történikfononok, vagyis a kristályrács kollektív rezgései.

Minél kevesebb a szerkezeti hiba és idegen fázis, annál hatékonyabb a hőátadás.

Az ipari szilícium-karbid különféle maradék komponenseket tartalmazhat:

• SiO₂;
• szabad szén;
• vas-oxidok;
• alumínium-oxidok;
• kalcium-oxidok;
• egyéb ásványi maradványok.

Ezért két azonos részecskeméretű, de eltérő SiC-tartalmú termék eltérő viselkedést mutathat egy hővezető kompozitban.

Alapvető mechanizmus - fononszórás

Ahogy a hőenergia áthalad az anyagon, a szennyeződések és a rácshibák szétszórhatják a fononokat.

Ez csökkenti a fonon átlagos szabad útját, és csökkentheti az effektív hővezető képességet.

Így:

kevesebb szennyeződés → kevesebb potenciális hőgát → hatékonyabb hőátadás.

Éppen ezért a tisztaság növelése a88% - 90%technológiailag jelentős lehet az érzékeny hővezető rendszerekben.

2. Mit jelent a SiC 88% és a SiC 90%?

SzimbólumSiC 88%azt jelenti, hogy a szilícium-karbid-tartalom körülbelül 88%, a fennmaradó rész pedig rokon komponens.

MertSiC 90%nagyobb a főkomponens tartalma, így kisebb a maradék komponensek aránya.

Egyszerűsített:

Fontos megjegyezni, hogy ezek az értékeka névleges tisztaság összehasonlítása, és nem a késztermék garantált hővezető képessége.

3. Miért számít a SiO₂?

Az ipari SiC egyik legfontosabb maradék komponense azszilícium-dioxid SiO₂.

A SiO₂ hővezető képessége lényegesen alacsonyabb, mint a SiC-é. Az anyag alakjától, hőmérsékletétől és szerkezetétől függően az eltérés többszörös is lehet; Gyakorlati összehasonlítás céljából a szóban forgó rendszert gyakran használják arra vonatkozó iránymutatásként, hogy a SiO₂ megközelítőleg vezeti a hőt5-10-szer rosszabb, mint a SiC.

Ezért az alacsony hővezető képességű fázisok jelenléte további hőáramlással szembeni ellenállási területeket hozhat létre.

Ha SiC részecskéket használnak töltőanyagként egy fémmátrixban, példáulAlSiC vagy CuSiC, a részecskék felületi állapota is fontossá válik.

A szennyeződések túlzott rétege:

• rontja a töltőanyag és a fémmátrix közötti érintkezést;
• a határfelületi hőellenállás növelése;
• befolyásolja a felület nedvesítését;
• hőkezelés után változtassa meg az interfész szerkezetét.

A SiC és a fémmátrix közötti határfelület gyakran válik a kompozit tényleges hővezető képességét meghatározó kulcstényezők közé.

4. Miért is fontos a D50=10 µm?

A SiC-tartalom - nem az egyetlen paraméter.

Műszaki igény szerintD50=10 µmazt jelenti, hogy az átlagos jellemző részecskeméret egy adott mérési módszer szerint körülbelül 10 µm.

A részecskeméret befolyásolja:

• a töltőanyag felülete;
• a részecskék eloszlása ​​a mátrixban;
• keverési minőség;
• agglomerátumok képződése;
• felületi érintkezés;
• potenciális termikus határok száma.

Ezért összehasonlításkorSiC 88% és SiC 90%Lehetőleg ugyanazt kell tartani:

• D50;
• részecskeeloszlás;
• részecske alakja;
• granulometriai mérési módszer;
• részecske felület;
• Nedvességtartalom;
• Kompozit anyag gyártásának technológiai folyamata;
• Ellenkező esetben a kísérleti eredmények nem csupán hibákból származhatnak.

5. SiC 88% vs 90%: ugyanazzal a D50-nel

Ha két termék azonosD50=10 µm, a tisztasági különbség az alapanyagok összetételének ellenőrzése szempontjából válik észrevehetőbbé.

SiC 88%

A 88%-os SiC előnye általában az alacsonyabb nyersanyagköltség.

Egyes alkalmazásoknál, ahol a hővezetési követelmények nem maximálisak, az ilyen anyag gazdaságilag indokolt lehet.

A maradék komponensek nagyobb aránya azonban potenciálisan többet jelent:

• oxidfázisok;
• szabad szén;
• ásványi szennyeződések;
• alacsonyabb hővezető képességű területek.

SiC 90%

A 90% SiC több főkomponenst és kevesebb maradék fázist tartalmaz.

Ez segíthet:

• a potenciális hőkorlátok számának csökkentése;
• stabilabb hőátadás;
• a töltőanyag kiszámíthatóbb viselkedése;
• a pártösszetétel ellenőrzésének javítása.

Nagy teljesítményű LED-ek és hővezető kompozitok esetében, ahol a hőmérséklet kritikus paraméter,SiC 90%általában logikusabb kiindulópont az összehasonlító tesztekhez.

6. A SiC szerepe AlSiC és CuSiC kompozitokban

A SiC egyik fontos alkalmazása a hőkezelésben a - fémmátrix kompozitok.

AlSiC

KompozitbanAlSiCA szilícium-karbid részecskék eloszlanak az alumíniummátrixban.

Az ilyen anyagokat akkor használják, ha egyidejűleg be kell szerezni:

• hatékony hőelvezetés;
• viszonylag kis súly;
• szabályozott hőtágulás;
• méretstabilitás;
• elegendő mechanikai szilárdság.

Ez az AlSiC-t érdekes anyaggá teszi egyes csomagok, hűtőbordák és elektronikus rendszerelemek számára.

CuSiC

CuSiCfémmátrixként rezet használ.

Maga a réz magas hővezető képességgel rendelkezik, így a réz és a SiC kombinációjával szabályozott hőtágulási és hőleadási jellemzőkkel rendelkező termikus alkatrészeket lehet létrehozni.

Mindkét esetben nagy jelentősége van a SiC felületi minőségének és a fémmátrixban való eloszlásának.

7. Hatás a p-n{-LED átmenet hőmérsékletére

A LED-eknél nem elég egyszerűen deklarálni a töltőanyag magas hővezető képességét.

A fő gyakorlati kérdés az, hogy a végső kialakítás mennyire hatékonyan távolítja el a hőt a p{0}}n-csatlakozási tartományból.

A feltételes lánc így néz ki:

LED csomópont → hordozó → hővezető anyag → hűtőborda → környezet

Ha a hőáramlással szembeni ellenállás bármely ponton megnő, a p-n-csomópont hőmérséklete megemelkedhet.

Ezért a SiC minőségének javítása pontosan akkor lehet értelmes, ha az jobb teljesítményt eredményezkész hővezető anyag, és nem csak az eredeti púder.

8. Tesztpélda: 90% vs 88%

Az elemzéshez rendelkezésre bocsátott anyagok példát adnak a gyártói tesztelésre, amelybenA 88%-os SiC-t 90%-os SiC-ra cserélték, körülbelül 10 µm D50-relAlSiC kompozitban az autók LED{0}} fényszóróinak hőelosztójához.

A gyártó szerint a következő eredmények születtek:

• A kompozit hővezető képessége kb15%;
• a p-n-csomópont hőmérséklete megközelítőleg csökkent8 fok;
• a becsült élettartam a gyorsított tesztekben kb20%.

Ezeket a mutatókat pontosan úgy kell tekintenia gyártó tesztadatai, és nem univerzális eredményként bármely AlSiC vagy bármely LED{0}}modul esetében.

Az alapanyagok kiválasztásakor ajánlatos megismételni az összehasonlító tesztet saját recept alapján.

9. Milyen tényezők változtathatják meg az eredményt?

Nem feltételezhető, hogy a 88%-os SiC 90%-kal való helyettesítése automatikusan ugyanazt a hővezető képesség növekedését eredményezi minden rendszerben.

A végeredményt a következők befolyásolják:

Részecskeméret

Még azonos névleges D50 mellett is változhat a részecskeeloszlás.

Agglomeráció

A kis részecskék felhalmozódása inhomogenitást és további hőállóságot okozhat.

SiC/fém interfész

A töltőanyag és a mátrix közötti érintkezés minősége nagy jelentőséggel bír.

A SiC térfogati hányada

A töltőanyag-tartalom növelése befolyásolhatja a hővezető képességet, a sűrűséget, a viszkozitást és a feldolgozhatóságot.

Gyártási technológia

Keverés, préselés, infiltráció, szinterezés és hőkezelés jelentősen megváltoztathatja a kész anyag szerkezetét.

Üzemi hőmérséklet

Az interfész hővezető képessége és stabilitása a hőmérséklettel változhat.

Ezért nem csak a porokat kell összehasonlítani, hanemkész kompozit anyagok.

10. Hol van értelme 90%-os SiC-t használni?

A nagyobb tisztaság különösen érdekes olyan alkalmazásoknál, ahol a hőmérséklet-szabályozás kulcsfontosságú műszaki követelmény.

Autóipari LED{0}}világítás

A fényszórók és más nagy teljesítményű LED-modulok{0}}nagy hőterhelés mellett működnek.

A stabil hőleadás segít szabályozni a LED-egység hőmérsékletét.

Utcai világítás

Az erős LED{0}}lámpatestek hosszú ideig működnek, így a hőelvezetés hatékonysága befolyásolja a működés stabilitását.

LED{0}}reflektorok

A projektorok és más nagy teljesítményű világítási rendszerek esetében a hőmérséklet fontos megbízhatósági tényező.

Elektronikus házak és hűtőbordák

Az AlSiC és a CuSiC olyan szerkezetekben használható, ahol a hővezető képesség és a szabályozott hőtágulási együttható kombinációja szükséges.

11. Amikor a SiC 88% gazdaságilag indokolt

A 90% SiC nem feltétlenül a legjobb választás minden projekthez.

Ha a rendszer:

• nem működik nagy hőterhelés mellett;
• magasabb üzemi hőmérsékletet tesz lehetővé;
• jelentős hőellenállási rátával rendelkezik;
• érzékeny a nyersanyagköltségre;
• HogySiC 88%megfelelő lehetőség lehet.

Ebben az esetben célszerű összehasonlító tesztet végezni, és nem csak az alapanyagok, hanem a teljes rendszer költségét is megbecsülni.

Néha egy olcsóbb töltőanyag gazdaságosabb, ha a végső hővezető képesség a specifikáción belül marad.

12. Hogyan kell helyesen összehasonlítani a SiC 88% és a SiC 90% vásárlás előtt

Javasoljuk, hogy a vevő vagy a mérnök számára készítsen összehasonlító specifikációt.

Kérnie kell a szállítótól:

• SiC tartalom;
• D50;
• teljes granulometrikus összetétel;
• SiO₂-tartalom;
• szabad széntartalom;
• Fe2O3-tartalom;
• Al2O3-tartalom;
• CaO-tartalom;
• nedvesség;
• térfogatsűrűség;
• részecskeméret mérési módszer;
• COA tételenként.

Különösen fontos, hogy ne korlátozza magát a kifejezésre"SiC 90%".

Az ipari beszerzéseknél sokkal hasznosabb a teljes kémiai elemzés és az ellenőrzött granulometria.

13. Vásárlási ajánlások

Ha az anyagot nagy hővezető LED{0}}kompozithoz szánják, a specifikáció külön rögzítheti:

SiC tisztaság:90%-nál nagyobb vagy egyenlő
D50:10 μm
Részecskeméret-eloszlás:az egyeztetett tartománynak megfelelően
SiO₂:az egyeztetett határérték szerint
Szabad szén:az egyeztetett határérték szerint
Nedvesség:az egyeztetett határérték szerint
COA:minden egyes tételhez

A tömeggyártáshoz kívánatos több kulcsmutató bejövő ellenőrzése is.

Ezzel elkerülhető az olyan helyzet, amikor a névleges minőség változatlan marad, de az anyag tényleges viselkedése tételenként változik.

14. A lényeg: SiC 88% vagy SiC 90%?

HaA D50 azonos és 10 µm, akkor a SiC 90%-os nagyobb tisztasága kisebb arányban biztosítja a maradék komponenseket.

Hőgazdálkodási szempontból ez potenciálisan azt jelenti:

kevesebb szennyeződés → kevesebb potenciális hőgát → kevesebb fononszórás → hatékonyabb hőátadás.

Ezért a felelősök számáraLED hőkezelésalkalmazások, különösen aAlSiC és CuSiC, a 90%-os SiC az előnyben részesített lehetőség a minősítési tesztelés megkezdéséhez.

A végső választásnak azonban a kész kompozit tesztelésén kell alapulnia.

Nem lehet közvetlenül kijelenteni, hogy bármely 90% SiC 比任何 SiC 88% 高15%导热率 lesz.A tényleges különbség a kémiai összetételtől, a szemcsemérettől és eloszlástól, a felülettől és a gyártási technológiától függ.

Gyakran Ismételt Kérdések

1. Melyik a jobb LED - SiC 88% vagy SiC 90% esetén?

Ugyanazzal a D50-elSiC 90%általában az előnyben részesített megoldás a hővezető alkalmazásokhoz, mivel kevesebb maradék komponenst tartalmaz.

2. Miért befolyásolja a SiC tisztasága a hővezető képességet?

A szennyeződések szétszórhatják a fononokat és alacsony hővezető képességű fázisokat hozhatnak létre, növelve a hőáramlással szembeni ellenállást.

3. Mit jelent a D50=10 µm?

A D50 a közepes részecskeméretet jellemzi az alkalmazott mérési módszer szerint. Konkrét vásárlás esetén a teljes részecske-elosztást is meg kell állapodni.

4. Garantálja-e a 90%-os SiC a LED hőmérséklet 8 fokkal történő csökkenését?

szám Érték kb.8 foka gyártó által megadott tesztpéldára vonatkozik. Ez nem általános garancia.

5. Honnan származik a hővezető képesség +15%-a?

Eza gyártó vizsgálati eredményea forrásanyagban megadva. Más AlSiC kompozíciók esetén az eredmény eltérő lehet.

6. Miért rontja a SiO₂ a hővezető képességet?

A SiO₂ lényegesen alacsonyabb hővezető képességgel rendelkezik, mint a SiC, így jelenléte további hőgátakat képezhet.

7. A 88%-os SiC alkalmas AlSiC-hez?

Igen, néhány gazdaságos rendszerben 88% SiC is használható, ha az így kapott hővezető képesség megfelel a követelményeknek.

8. Miért lehet előnyösebb a 90%-os SiC az autóipari LED-eknél?

Az autók LED{0}}fényszórói jelentős hőterhelés mellett működnek, ezért a hőátadás stabilitása fokozottan fontos.

9. Összehasonlítható-e a SiC 88% és 90% csak a SiC tartalom alapján?

Nem. Figyelembe kell venniD50, részecskeeloszlás, SiO₂, szabad szén, fém-oxidok, nedvesség és tételminőség.

10. Milyen szemcseméret a legjobb a LED{1}}kompozithoz?

Nincs egy mindenkinek megfelelő méret. Ez az összehasonlítás figyelembe vesziD50 körülbelül 10 µm, de az optimális méret az adott összetételtől és gyártástechnológiától függ.

11. Mi az AlSiC?

Az AlSiC - egy fémmátrix kompozit, amelyben az alumíniummátrix SiC részecskéket tartalmaz.

12. Mi az a CuSiC?

A CuSiC - egy rézmátrix/szilícium-karbid kompozit, amelyet a hőelvezetés és a szabályozott hőteljesítmény kombinálására terveztek.

13. Szükséges-e COA-t beszerezni minden SiC-tételhez?

Ipari alkalmazásokhoz kívánatos beszerezniCOA tételenként, különösen, ha az anyagot kritikus hőelemekben használják.

14. A tisztább SiC javíthatja a LED élettartamát?

Potenciálisan - a jobb hőelvezetés és az alacsonyabb üzemi hőmérséklet révén. De az élettartam a LED teljes kialakításától és működési feltételeitől függ.

15. Hogyan ellenőrizhető, hogy a 90%-os SiC valóban jobb-e, mint a 88%-os SiC?

A legjobb módja - az ellenőrzöttA/B-összehasonlításugyanazzal a D50-nel, receptúrával, töltőanyag-tartalommal és gyártástechnológiával, majd mérje meg a LED hővezető képességét és hőmérsékletét.

Következtetés

Szilícium-karbid használatáhozLED hőkezelésközötti különbség88% és 90% tisztaságúfizikai alapja van, de nem választható el az anyag egyéb paramétereitől.

UgyanazzalD50=10 µmA SiC 90% kevesebb maradék fázist tartalmaz, ami csökkentheti a fononszórást és az alacsony hővezető képességű régiók számát. Fémmátrix kompozitokbanAlSiC/CuSiCTovábbi fontosságú a SiC és a fémmátrix közötti interfész minősége.

Nagy teljesítményű LED-ekhez, autóvilágításhoz és egyéb kritikus hőtechnikai alkalmazásokhozSiC 90%ésszerű lehetőség a minősítési vizsgálatra.

Ebben az esetben a végső választást nem csak a deklarált tisztaságon kell alapul venni, hanem azt isCOA, D50, részecskeeloszlás, SiO₂ és egyéb szennyeződések tartalma, gyártási technológia és a kész kompozit vizsgálati eredményei.

Ha 88%-os vagy 90%-os ellenőrzött tisztaságú D50 10 µm SiC-re van szüksége, kérjen műszaki specifikációt és tételspecifikus COA-t.

Szüksége van a specifikációnak megfelelő SiC-re?

A Zhen An International Co., Limited szilícium-karbidot (SiC 80-99%, beleértve a 20 mesh 88%/90%) és vasötvözetek teljes választékát állítja elő a vas- és acélipar számára. Minden szállításhoz analízis-tanúsítvány, szitaelemzési jegyzőkönyv és kérésre harmadik fél által végzett vizsgálat is csatolható. A technikusok segíthetnek meghatározni az olvadék minőségét, részecskeméret-eloszlását és hozzáadásának gyakorlatát.

Email:sales@zanewmetal.com ·WhatsApp:+86 15518824805 ·

Szilícium-karbid termékcsalád · Igénylőlap