Trumpa išvada

Su tuo pačiu vidutiniu dalelių dydžiuD50=10 µmskirtumas tarpSiC 88% ir SiC 90%gali turėti įtakos šilumos perdavimui LED šiluminėse sistemose. Didesnis grynumas reiškia mažiau priemaišų, todėl mažiau galimų fononų sklaidos centrų ir šiluminių barjerų kompozitinėje medžiagoje.

Tais atvejais, kai reikalingas stabilus šilumos išsklaidymo būdas - pvz.automobilių LED priekiniai žibintai, didelės galios LED{0}}moduliai, gatvių apšvietimas, projektoriai ir AlSiC/CuSiC metalo matricos kompozitai- 90 % SiC dažniausiai yra pageidaujama parinktis, o visi kiti dalykai yra vienodi.

Tačiau 2 procentinių punktų skirtumas negali būti laikomas visuotine tam tikro šilumos laidumo padidėjimo garantija. Tikrasis rezultatas priklauso ne tik nuo SiC kiekio, bet ir nuogranulometrija, dalelių forma, matricos tipas, rišiklio kiekis, sąsajos kokybė, maišymo, presavimo ir sukepinimo technologija, taip pat eksploatavimo sąlygos.

Kodėl šviesos laidumas yra toks svarbus šviesos diodams

LED paverčia elektros energiją šviesa ir šiluma. Nemaža dalis šilumos susidaro teritorijojep-n-perėjimas, todėl šilumos išsklaidymo efektyvumas yra tiesiogiai susijęs su šviesos diodo veikimo temperatūra.

Jei aušinimas nėra pakankamai efektyvus, gali atsirasti:

• p-n-sankryžos temperatūros didinimas;
• šviesos efektyvumo sumažėjimas;
• pagreitėjęs fosforo senėjimas;
• optinių charakteristikų pasikeitimas;
• terminio įtempio padidėjimas;
• Sutrumpinamas LED modulio projektinis tarnavimo laikas.

Todėl kuriant šilumai laidžias medžiagas šviesos diodams, daug dėmesio skiriama medžiagoms, turinčioms didelį šilumos laidumą.

Silicio karbidas (SiC)naudojamas įvairiose šilumai laidžiose kompozicijose dėl didelio šilumos laidumo, šiluminio stabilumo ir atsparumo aukštai temperatūrai derinio.

Priklausomai nuo medžiagos formos ir struktūros, SiC šilumos laidumas gali labai skirtis. Vieno kristalo ir keramikos SiC informacinėje literatūroje pateikiamos eilės reikšmės120–270 W/(m K), o kai kuriems kompozitamsAlSiCtipinis diapazonas gali būti apytikslis170–200 W/(m K).

Šiuo atveju gatavo kompozito savybės negali būti tiesiogiai prilygintos gryno SiC kristalo šilumos laidumui.

1. Kodėl SiC grynumas turi įtakos šilumos laidumui?

Šiluma SiC kristalų struktūroje daugiausia perduodama perfononai, tai yra kolektyviniai kristalinės gardelės virpesiai.

Kuo mažiau konstrukcinių defektų ir pašalinių fazių, tuo efektyvesnis šilumos perdavimas.

Pramoniniame silicio karbide gali būti įvairių likutinių komponentų:

• SiO₂;
• laisva anglis;
• geležies oksidai;
• aliuminio oksidai;
• kalcio oksidai;
• kitų mineralų liekanų.

Todėl du produktai, kurių dalelių dydis yra toks pat, bet skiriasi SiC, gali turėti skirtingą elgseną šilumai laidžiame kompozite.

Pagrindinis mechanizmas - fonono sklaida

Kai šiluminė energija praeina per medžiagą, priemaišos ir grotelių defektai gali išsklaidyti fononus.

Tai sumažina fonono vidutinį laisvą kelią ir gali sumažinti efektyvų šilumos laidumą.

Taigi:

mažiau priemaišų → mažiau potencialių šiluminių barjerų → efektyvesnis šilumos perdavimas.

Štai kodėl didinant švarą su88% iki 90%gali būti technologiškai reikšmingas jautriose šilumai laidžiose sistemose.

2. Ką reiškia SiC 88% ir SiC 90%?

SimbolisSiC 88 %reiškia, kad silicio karbido kiekis yra apie 88%, o likusi dalis yra susiję komponentai.

UžSiC 90 %pagrindinio komponento kiekis didesnis, todėl likutinių komponentų dalis mažesnė.

Supaprastinta:

Svarbu pažymėti, kad šios vertės yravardinio grynumo palyginimas, o ne garantuotas gatavo produkto šilumos laidumas.

3. Kodėl SiO₂ svarbus

Vienas iš svarbiausių pramoninio SiC likutinių komponentų yrasilicio dioksidas SiO₂.

SiO₂ šilumos laidumas yra žymiai mažesnis nei SiC. Priklausomai nuo medžiagos formos, temperatūros ir struktūros, skirtumas gali būti kelis kartus; Praktiniam palyginimui, nagrinėjama sistema dažnai naudojama kaip orientyras, kad SiO₂ apytiksliai praleidžia šilumą5–10 kartų blogesnis už SiC.

Todėl mažo šilumos laidumo fazių buvimas gali sukurti papildomas atsparumo šilumos srautui sritis.

Jei SiC dalelės naudojamos kaip užpildas metalinėje matricoje, pvzAlSiC arba CuSiC, svarbi tampa ir dalelių paviršiaus būklė.

Perteklinis priemaišų sluoksnis gali:

• pabloginti užpildo ir metalinės matricos kontaktą;
• padidinti sąsajos šiluminę varžą;
• paveikti paviršiaus drėkinimą;
• pakeisti sąsajos struktūrą po terminio apdorojimo.

Būtent SiC ir metalinės matricos sąsaja dažnai tampa vienu iš pagrindinių veiksnių, lemiančių tikrąjį kompozito šilumos laidumą.

4. Kodėl D50=10 µm taip pat svarbus

SiC turinys - nėra vienintelis parametras.

Pagal techninį užsakymąD50=10 µmreiškia, kad vidutinis būdingas dalelių dydis pagal tam tikrą matavimo metodą yra apie 10 µm.

Dalelių dydis turi įtakos:

• užpildo paviršiaus plotas;
• dalelių pasiskirstymas matricoje;
• maišymo kokybė;
• aglomeratų susidarymas;
• sąsajos kontaktas;
• potencialių šiluminių ribų skaičius.

Todėl lyginantSiC 88% ir SiC 90%Būtina kuo labiau išlaikyti tą patį:

• D50;
• dalelių pasiskirstymas;
• dalelių forma;
• granulometrijos matavimo metodas;
• dalelių paviršius;
• Drėgmės kiekis;
• Kompozitinės medžiagos gamybos technologinis procesas;
• Priešingu atveju eksperimentiniai rezultatai gali būti ne tik dėl klaidų.

5. SiC 88% vs 90%: su tuo pačiu D50

Jei du produktai su tuo pačiuD50=10 µm, grynumo skirtumas tampa labiau pastebimas kontroliuojant žaliavų sudėtį.

SiC 88 %

88 % SiC privalumas dažniausiai yra mažesnė žaliavų kaina.

Kai kuriais atvejais, kai šilumos laidumo reikalavimai nėra didžiausi, tokia medžiaga gali būti ekonomiškai pagrįsta.

Tačiau didesnė likusių komponentų dalis gali reikšti daugiau:

• oksido fazės;
• laisva anglis;
• mineralinės priemaišos;
• plotai su mažesniu šilumos laidumu.

SiC 90 %

SiC 90% turi daugiau pagrindinių komponentų ir mažiau liekamųjų fazių.

Tai gali padėti:

• sumažinti galimų šiluminių barjerų skaičių;
• stabilesnis šilumos perdavimas;
• labiau nuspėjamas užpildo elgesys;
• gerinti partijos sudėties kontrolę.

Didelės galios šviesos diodų ir šilumai laidžių kompozitų atveju, kai temperatūra yra kritinis parametras,SiC 90 %paprastai yra logiškesnis palyginimo testų atskaitos taškas.

6. SiC vaidmuo AlSiC ir CuSiC kompozituose

Vienas iš svarbių SiC pritaikymų šiluminiam valdymui yra - metalo matricos kompozitai.

AlSiC

SudėtiniameAlSiCSilicio karbido dalelės pasiskirsto aliuminio matricoje.

Tokios medžiagos naudojamos, kai tuo pačiu metu reikia gauti:

• efektyvus šilumos pašalinimas;
• santykinai mažas svoris;
• kontroliuojamas šiluminis plėtimasis;
• matmenų stabilumas;
• pakankamas mechaninis stiprumas.

Dėl to AlSiC yra įdomi medžiaga kai kuriems paketams, aušintuvams ir elektroninių sistemų komponentams.

CuSiC

CuSiCkaip metalinę matricą naudoja varį.

Pats varis pasižymi dideliu šilumos laidumu, todėl vario ir SiC derinys gali būti naudojamas kuriant šiluminius komponentus, turinčius kontroliuojamo šiluminio plėtimosi ir šilumos išsklaidymo charakteristikas.

Abiem atvejais didelę reikšmę turi SiC paviršiaus kokybė ir jo pasiskirstymas metalinėje matricoje.

7. Poveikis p-n{-LED sankryžos temperatūrai

Šviesos diodams neužtenka vien deklaruoti aukštą užpildo šilumos laidumą.

Pagrindinis praktinis klausimas yra tai, kaip efektyviai galutinė konstrukcija pašalina šilumą iš p{0}}n-sankryžos srities.

Sąlyginė grandinė atrodo taip:

LED jungtis → substratas → šilumai laidži medžiaga → šilumos kriauklė → aplinka

Jei atsparumas šilumos srautui bet kuriame taške padidėja, p-n-sankryžos temperatūra gali padidėti.

Todėl SiC kokybės gerinimas gali būti prasmingas būtent tada, kai dėl to pagerėja našumasparuošta šilumai laidžioji medžiaga, ir ne tik originali pudra.

8. Bandymo pavyzdys: 90 % prieš 88 %

Analizei pateiktose medžiagose pateikiamas gamintojo bandymo pavyzdys, kuriame88% SiC buvo pakeistas 90% SiC, kurio D50 yra apie 10 µmAlSiC kompozito, skirto automobilių LED{0}} priekinių žibintų šiluminiam skirstytuvui.

Gamintojo teigimu, gauti šie rezultatai:

• Kompozito šilumos laidumas padidėjo maždaug15%;
• p-n-sankryžos temperatūra sumažėjo maždaug8 laipsnių;
• numatomas eksploatavimo laikas pagreitintuose bandymuose padidėjo maždaug20%.

Šie rodikliai turi būti laikomi tiksliai kaipgamintojo bandymo duomenis, o ne kaip universalus rezultatas bet kuriam AlSiC ar bet kuriam LED{0}}moduliui.

Renkantis žaliavas, rekomenduojama pakartoti lyginamąjį testą pagal savo receptą.

9. Kokie veiksniai gali pakeisti rezultatą?

Negalima manyti, kad 88 % SiC pakeitus 90 %, visose sistemose automatiškai padidės šilumos laidumas.

Galutinį rezultatą įtakoja:

Dalelių dydis

Net ir esant tokiam pačiam vardiniam D50, dalelių pasiskirstymas gali skirtis.

Aglomeracija

Mažų dalelių sankaupos gali sukelti nehomogeniškumą ir papildomą šiluminę varžą.

SiC/metalo sąsaja

Didelę reikšmę turi užpildo ir matricos kontakto kokybė.

SiC tūrinė dalis

Didėjantis užpildo kiekis gali turėti įtakos šilumos laidumui, tankiui, klampumui ir apdirbamumui.

Gamybos technologija

Maišymas, presavimas, infiltracija, sukepinimas ir terminis apdorojimas gali žymiai pakeisti galutinės medžiagos struktūrą.

Darbinė temperatūra

Sąsajos šilumos laidumas ir stabilumas gali keistis priklausomai nuo temperatūros.

Todėl lyginti reikia ne tik pudras, bet irparuoštos kompozicinės medžiagos.

10. Kur tikslinga naudoti SiC 90 %

Didesnis grynumas yra ypač įdomus tais atvejais, kai temperatūros kontrolė yra pagrindinis techninis reikalavimas.

Automobilių LED{0}}apšvietimas

Priekiniai žibintai ir kiti didelės galios LED{0}}moduliai veikia didelės šiluminės apkrovos sąlygomis.

Stabilus šilumos išsklaidymas padeda kontroliuoti LED agregato temperatūrą.

Gatvės apšvietimas

Galingi LED{0}}šviestuvai veikia ilgą laiką, todėl šilumos išsklaidymo efektyvumas turi įtakos veikimo stabilumui.

LED{0}}prožektoriai

Projektoriams ir kitoms didelės galios apšvietimo sistemoms temperatūra yra svarbus patikimumo veiksnys.

Elektroniniai korpusai ir šilumos kriauklės

AlSiC ir CuSiC gali būti naudojami konstrukcijose, kur reikalingas šilumos laidumo ir kontroliuojamo šiluminio plėtimosi koeficiento derinys.

11. Kai SiC 88 % gali būti ekonomiškai pagrįstas

SiC 90% nebūtinai yra geriausias pasirinkimas kiekvienam projektui.

Jei sistema:

• neveikia esant didelei šiluminei apkrovai;
• leidžia aukštesnę darbinę temperatūrą;
• turi didelę šiluminės varžos ribą;
• jautrus žaliavų kainai;
• TaiSiC 88 %gali būti tinkamas variantas.

Tokiu atveju patartina atlikti lyginamąjį testą ir įvertinti ne tik žaliavų, bet ir visos sistemos savikainą.

Kartais pigesnis užpildas yra ekonomiškesnis, jei galutinis šilumos laidumas neviršija specifikacijos.

12. Kaip teisingai palyginti SiC 88% ir SiC 90% prieš perkant

Pirkėjui arba inžinieriui rekomenduojama sudaryti lyginamąją specifikaciją.

Turite paprašyti tiekėjo:

• SiC kiekis;
• D50;
• pilna granulometrinė sudėtis;
• SiO₂ kiekis;
• laisvos anglies kiekis;
• Fe₂O3 kiekis;
• Al2O3 kiekis;
• CaO kiekis;
• drėgmė;
• tūrinis tankis;
• dalelių dydžio matavimo metodas;
• COA vienai partijai.

Ypač svarbu neapsiriboti vien fraze"SiC 90%".

Pramoniniams pirkimams daug naudingiau atlikti išsamią cheminę analizę ir kontroliuojamą granulometriją.

13. Rekomendacijos perkant

Jei medžiaga skirta labai šilumai laidžiui LED{0}}kompozitui, specifikacijoje galima atskirai įrašyti:

SiC grynumas:Didesnis arba lygus 90 proc.
D50:10 μm
Dalelių dydžio pasiskirstymas:pagal sutartą diapazoną
SiO₂:pagal sutartą limitą
Nemokama anglis:pagal sutartą limitą
Drėgmė:pagal sutartą limitą
COA:kiekvienai partijai

Masinei gamybai taip pat pageidautina atlikti kelių pagrindinių rodiklių gaunamą kontrolę.

Taip išvengiama situacijos, kai nominali klasė išlieka ta pati, tačiau tikroji medžiagos elgsena skiriasi įvairiose partijose.

14. Apatinė eilutė: SiC 88% ar SiC 90%?

JeiguD50 yra toks pat ir yra 10 µm, tada didesnis SiC 90% grynumas suteikia mažesnę likusių komponentų dalį.

Šilumos valdymo požiūriu tai gali reikšti:

mažiau priemaišų → mažiau potencialių šiluminių barjerų → mažiau fononų sklaidos → efektyvesnis šilumos perdavimas.

Todėl atsakingiems asmenimsLED šilumos valdymasprogramose, ypačAlSiC ir CuSiC90 % SiC yra tinkamiausia galimybė pradėti kvalifikacijos testavimą.

Tačiau galutinis pasirinkimas turėtų būti pagrįstas gatavo kompozito bandymu.

Negalima tiesiogiai teigti, kad bet koks 90 % SiC bus 88 % 高15 %导热率.Faktinis skirtumas priklauso nuo cheminės sudėties, dalelių dydžio ir pasiskirstymo, sąsajos ir gamybos technologijos.

Dažnai užduodami klausimai

1. Kuris yra geresnis LED - SiC 88% ar SiC 90%?

Su tuo pačiu D50SiC 90 %paprastai yra tinkamiausias pasirinkimas šilumai laidžiuose įrenginiuose, nes jame yra mažiau liekamųjų komponentų.

2. Kodėl SiC grynumas turi įtakos šilumos laidumui?

Priemaišos gali išsklaidyti fononus ir sukurti žemo šilumos laidumo fazes, padidindamos atsparumą šilumos srautui.

3. Ką reiškia D50=10 µm?

D50 apibūdina vidutinį dalelių dydį pagal naudojamą matavimo metodą. Konkrečiam pirkiniui taip pat reikia susitarti dėl viso dalelių paskirstymo.

4. Ar 90% SiC gali garantuoti LED temperatūros sumažinimą 8 laipsniais?

Nr. Vertė apytiksl.8 laipsniųnurodo gamintojo nurodytą bandymo pavyzdį. Tai nėra visapusiška garantija.

5. Iš kur kilo šiluminio laidumo skaičius +15 %?

Taigamintojo bandymo rezultataspateiktas šaltinio medžiagoje. Kitų AlSiC kompozicijų rezultatas gali skirtis.

6. Kodėl SiO₂ mažina šilumos laidumą?

SiO₂ turi žymiai mažesnį šilumos laidumą nei SiC, todėl jo buvimas gali sukurti papildomų šiluminių barjerų.

7. Ar 88% SiC tinka AlSiC?

Taip, kai kuriose ekonomiškai orientuotose sistemose galima naudoti 88 % SiC, jei gaunamas šilumos laidumas atitinka reikalavimus.

8. Kodėl 90 % SiC gali būti tinkamesnis automobilių šviesos diodams?

Automobilių LED{0}}žibintai veikia esant didelei šiluminei apkrovai, todėl šilumos perdavimo stabilumas yra labai svarbus.

9. Ar galima palyginti SiC 88% ir 90% tik pagal SiC kiekį?

Ne. Reikia atsižvelgtiD50, dalelių pasiskirstymas, SiO₂, laisva anglis, metalų oksidai, drėgmė ir partijos kokybė.

10. Koks dalelių dydis yra geriausias LED{1}}kompozitui?

Nėra vieno visiems tinkamo dydžio. Šis palyginimas svarstoD50 apie 10 µm, tačiau optimalus dydis priklauso nuo konkrečios formulės ir gamybos technologijos.

11. Kas yra AlSiC?

AlSiC - yra metalo matricos kompozitas, kurio aliuminio matricoje yra SiC dalelių.

12. Kas yra CuSiC?

CuSiC - yra vario matricos ir silicio karbido kompozitas, sukurtas suderinti šilumos išsklaidymą ir kontroliuojamą šiluminę charakteristiką.

13. Ar būtina gauti COA kiekvienai SiC partijai?

Pramoniniams tikslams pageidautina gautiCOA vienai partijai, ypač jei medžiaga naudojama kritiniuose šiluminiuose komponentuose.

14. Ar grynesnis SiC gali pagerinti LED tarnavimo laiką?

Potencialiai - dėl geresnio šilumos išsklaidymo ir žemesnės darbinės temperatūros. Tačiau tarnavimo laikas priklauso nuo viso LED dizaino ir eksploatavimo sąlygų.

15. Kaip patikrinti, ar SiC 90% tikrai geresnis už SiC 88%?

Geriausias būdas - atlikti kontroliuojamąA/B{0}}palyginimassu tuo pačiu D50, receptūra, užpildo kiekiu ir gamybos technologija, tada išmatuokite šviesos diodo šilumos laidumą ir temperatūrą.

Išvada

Silicio karbido naudojimuiLED šilumos valdymasskirtumas tarp88% ir 90% grynumasturi fizinį pagrindą, tačiau jo negalima atskirti nuo kitų medžiagos parametrų.

Su tuo pačiuD50=10 µmSiC 90% turi mažiau liekamųjų fazių, o tai gali sumažinti fononų sklaidą ir mažo šilumos laidumo regionų skaičių. Metalo matricos kompozituoseAlSiC/CuSiCPapildoma svarba yra sąsajos tarp SiC ir metalinės matricos kokybė.

Didelės galios šviesos diodams, automobilių apšvietimui ir kitoms svarbioms šiluminėms reikmėmsSiC 90 %yra tinkama kvalifikacijos patikrinimo galimybė.

Šiuo atveju galutinis pasirinkimas turėtų būti pagrįstas ne tik deklaruojamu grynumu, bet irCOA, D50, dalelių pasiskirstymas, SiO₂ ir kitų priemaišų kiekis, gamybos technologija ir gatavo kompozito bandymų rezultatai.

Jei jums reikia D50 10 µm SiC, kurio kontroliuojamas grynumas yra 88 % arba 90 %, paprašykite techninės specifikacijos ir konkrečios partijos COA.

Ar SiC reikia tiekti pagal specifikacijas?

„Zhen An International Co., Limited“ gamina silicio karbidą (SiC 80–99%, įskaitant 20 tinklelį 88%/90%) ir visą asortimentą geležies ir plieno pramonei skirtų ferolydinių. Prie kiekvieno pristatymo gali būti pridedamas analizės sertifikatas, sieto analizės ataskaita ir, pageidaujant, trečiosios šalies patikrinimas. Technikai gali padėti nustatyti lydalo rūšį, dalelių dydžio pasiskirstymą ir papildymo būdus.

El. paštas:sales@zanewmetal.com ·WhatsApp:+86 15518824805 ·

Silicio karbido asortimentas · Užklausos forma