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Dans les scénarios de densité de puissance élevée tels que la station de base de communication 5G, le système de commande électrique de voiture à énergie nouvelle, la lame d'aspiration thermique conductrice doit non seulement assumer la fonction de perte d'ondes électromagnétiques, mais également servir de Canal à grande vitesse pour le transfert de chaleur. Une lame d'aspiration avec une conductivité thermique initiale nominale de 3,0 W / (M · K) peut parfaitement fonctionner lors des tests d'installation, mais après des centaines de cycles thermiques, la valeur de résistance thermique augmente considérablement, la capacité de dissipation thermique diminue et l'efficacité d'absorption d'onde diminue avec elle.
Ce mode de défaillance a une caractéristique facilement négligée: la récession ne commence pas par une dégradation des paramètres électromagnétiques de la charge absorbante. La première chose que le cycle thermique détruit est la liaison interfaciale entre les particules de remplissage et la matrice polymère. Une fois que la force de liaison interfaciale est détruite par la contrainte thermique, le réseau de conduction thermique est coupé, des microfissures sont générées à l'intérieur du matériau et le désencollage Interfacial, l'efficacité d'absorption d'ondes ne diminue pas considérablement en raison de l'affaiblissement structurel. En d'autres termes, la défaillance de la voie de conduction thermique est un signal précurseur d'une dégradation des performances d'absorption d'ondes.
L'inadéquation des coefficients de dilatation thermique: les racines physiques de la récession
Le coefficient de dilatation thermique des matrices polymères (par example gel de silice, polyuréthane) est généralement de l'ordre de 100 - 300 PPM / °C, tandis que les charges absorbantes courantes (poudre de fer carbonylé, fesial en feuille, Ferrite) ont un coefficient de dilatation thermique de l'ordre de 5 - 15 PPM / °C. Les deux diffèrent de plus d'un ordre de grandeur.
Au cours du cycle thermique, la matrice se dilate et se contracte beaucoup plus que les particules de remplissage. Cette différence crée des contraintes de cisaillement périodiques à l'interface particules - matrice. Chaque cycle thermique accumule des micro - lésions à l'interface, et après des centaines de cycles, le décollement de l'interface et les micro - fissures se propagent localement en un réseau continu. Les voies de conduction thermique reposent sur un contact étroit entre les particules et un enrobage continu de la matrice, l'interface une fois décollée, le chemin de transfert de chaleur est coupé et la résistance thermique augmente avec elle.
Pour le remplissage en flocons, il existe un facteur d'atténuation structurel de ce problème. La dimension intrafaciale des particules en feuille est bien supérieure à l'épaisseur, la matrice ayant une plus grande surface "enveloppante" des particules en feuille lorsqu'elle est dilatée thermiquement et plus de points de contact interfaciaux par unité de volume. Même si une partie de l'interface subit un décollement local, les surfaces de contact restantes peuvent encore maintenir un chemin de conduction thermique de base. Le contact des particules sphériques est un contact ponctuel, une fois désencollant, toute la chaîne conductrice de chaleur se rompt; Le contact des particules lamellaires est un contact de face avec un degré de redondance plus élevé.
Comment la topographie en feuille améliore la stabilité du cycle thermique
La résistance des particules lamellaires au cycle thermique provient non seulement de la géométrie de contact, mais aussi de la structure d'orientation. Dans le procédé d'orientation du champ magnétique, les particules en forme de feuille sont disposées parallèlement dans une direction intrafaciale, formant une voie continue de conduction thermique dans la direction du plan de la feuille. Lorsque la matrice se dilate au cours d'un cycle thermique, les positions relatives entre les particules lamellaires varient moins car elles ont déjà formé des nappes étanches dans le sens de l'orientation. Les contraintes générées par le désappariement de la dilatation thermique sont plus libérées dans la direction de l'interface inter - feuilles que dans la direction perpendiculaire au plan de la feuille qui écarte l'espacement des particules.
Les résultats des simulations de dynamique moléculaire confirment ce jugement: l'Anisotropie du coefficient de dilatation thermique est réduite et le coefficient de dilatation thermique dans le sens de l'épaisseur est plus proche des valeurs intrinsèques de la charge dans un système composite particules en feuille / polymère aligné selon l'orientation. Cela signifie que dans le cycle thermique, les variations dimensionnelles du matériau sont plus prévisibles et que l'accumulation à l'interface doit varier peu.
Mais l'orientation feuilletée n'élimine pas complètement la récession du cycle thermique. Si la température de transition vitreuse de la matrice est proche ou inférieure à la limite supérieure de la température de fonctionnement du cycle thermique, la matrice passe à l'état fortement bombé à haute température, le module chute brusquement et la contrainte sur les particules lamellaires diminue. À ce stade, les particules peuvent subir une relaxation d'orientation sous l'effet d'une contrainte thermique, et les voies de conduction thermique autrement ordonnées se désintègrent progressivement.
Caractéristiques de faible volatilité: un indicateur de fiabilité à long terme négligé
Un autre facteur d'accélération du déclin du cycle thermique est les petites molécules volatiles dans la résine de matrice. Au cours du cycle de température, les composants de la résine qui ne sont pas complètement solidifiés et les additifs de faible poids moléculaire peuvent migrer vers la zone d'interface, formant une couche limite faible. Ces faibles couches de bordure sont plus susceptibles de se décoller sous contrainte thermique, tandis que les volatiles peuvent contaminer les composants de précision voisins après s'être accumulés à l'intérieur de la cavité fermée.
Les exigences des normes sur les matériaux de qualité spatiale pour les matières volatiles peuvent servir de référence. Par référence à la norme ASTM e595, les produits dont la perte de masse totale (TML) est contrôlée à moins de 1% et dont la teneur en matières volatiles coagulables (cvcm) est contrôlée à moins de 0,1% ont des rejets de matières volatiles à long terme extrêmement faibles. Pour les scénarios à haute densité de puissance nécessitant un fonctionnement continu à long terme, le choix d'une lame d'aspiration à faibles caractéristiques de volatilisation peut réduire efficacement le risque de récession du cycle thermique due à l'affaiblissement de l'interface.
Jugement du cycle thermique en option
Pour les lames absorbantes thermiquement conductrices, il ne suffit pas de se concentrer uniquement sur les valeurs de résistance thermique et de conductivité thermique à température normale. Les trois dimensions suivantes déterminent directement la performance à long terme du matériau dans des conditions de cycle thermique.
Ajustement du coefficient de dilatation thermique
Les données relatives au coefficient de dilatation thermique des particules chargées par rapport à la matrice et au taux de variation dimensionnelle du matériau entre - 40 °C et 125 °C (ou à la limite supérieure de température appliquée) doivent être confirmées au fournisseur lors de l'option. Plus la différence de coefficient de dilatation thermique est faible, plus le taux de déformation cumulée de l'interface est lent. Pour les scénarios pour lesquels il n'est pas possible d'obtenir des valeurs numériques spécifiques, des données sur le taux de variation de la résistance thermique avant et après le cycle thermique peuvent être demandées.
Rétention de résistance thermique après un cycle thermique
La faible valeur de résistance thermique initiale n'est pas représentative du fait qu'elle reste faible après un cycle thermique. Le fournisseur doit être tenu de fournir des données sur la résistance thermique après au moins 500 (de préférence 1 000) cycles thermiques, par rapport aux valeurs initiales. Un matériau dont la rétention de résistance thermique est supérieure à 80% et dont la liaison interfaciale est sensiblement stable dans le cycle thermique; Moins de 70% signifie que les voies de conduction thermique ont subi une dégradation significative.
Relation entre la température de transition vitreuse de la matrice et la température de fonctionnement
La TG de la matrice doit être supérieure d'au moins 20 à 30 °C à la température maximale de fonctionnement du scénario d'application. Si la TG est proche de la limite supérieure de la température de fonctionnement, le module de la matrice diminue à haute température, la contrainte sur les particules en flocons diminue et la structure orientée peut se détendre. Pour le contrôle électrique automobile, l'amplification de la station de base et d'autres scénarios à haute température continus, il convient de choisir un matériau absorbant les ondes en forme de feuille à l'état solide avec un Polyimide ou une résine résistant aux températures élevées comme matrice, dont la TG peut atteindre plus de 250 ° c.
Les composites absorbants / Polyimides résistants aux hautes températures avec une structure en feuille à étalement directionnel présentent d'excellentes propriétés d'absorption d'ondes radar dans la bande de fréquences 1 - 8 GHz, avec une faible variation des paramètres électromagnétiques à 50% - 60% de dopage après un traitement à haute température de 450 ° C / 1h. Ces données montrent qu'en choisissant une matrice résistante aux hautes températures et en contrôlant la proportion de dopage de la charge, il est possible d'améliorer considérablement la stabilité du cycle thermique tout en conservant les propriétés d'absorption d'ondes.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdL'étude de la série de matériaux d'aspiration d'onde de plaque de platine dans les produits en feuille à l'état solide couvre la bande de fréquences 1 - 18 GHz, soutenant la conception personnalisée de l'angle d'orientation des particules en feuille et de la proportion de remplissage.
Le système de matrice peut être choisi parmi un Polyimide ou une résine époxy résistant aux hautes températures, la plage de résistance aux températures pouvant être ajustée de - 40°C à 200°C selon le choix de la matrice. Les produits sont disponibles en feuilles, en bobines et en formes de découpe de précision, prenant en charge les options de colle arrière conductrice de la chaleur pour établir un passage thermique continu de la couche absorbante à la base dissipante de la chaleur. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.