文档介绍：最近塑料散热器也引起人们的注意。按理导热性能好的材料通常都是导电性能好的材料,反过来导电性能差的塑料,其导热性能一定也差。这是必然的。所以显然金属要比塑料的导热性好。实际上也是如此。那么,是不是塑料就一定不能用来做散热器呢?并不如此!
最近国际上研发出了多种导热塑料,其材料大多为以工程塑料和通用塑料为基材,如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等。然后在塑料中填充某些金属氧化物粉末、碳、纤维或陶瓷粉末而成。例如将聚苯硫醚(PPS)和大颗粒氧化镁(40~325目)相混合就可以制成一种绝缘形的导热塑料。其典型的热传导率范围为1-20 W/m-K,某些品级可以达到 100 W/m-K。这一数值大约是传统塑料的5-100 倍, W/m-K。不过如果为了得到高导热率而添加过多的金属粉末,就会变成具有导电性。以致无法在某些场合应用。美国Coolploy公司的一些导热塑料的性能如下。
E4505 (PC ): 导热系数 10w/mk 导热导电应用:外壳和辐射器
D5108 (PPS): 导热系数 10w/mk 导热绝缘应用:板子/芯片
D5506 (LCP): 导热系数 10w/mk 导热绝缘应用:板子/芯片
D8102 (TPE): 导热系数 3w/mk 导热绝缘应用:界面
E5101 (PPS): 导热系数 20w/mk 导热导电应用:散热器
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那么为什么导热塑料还可以做成散热器呢?它的散热性能能和传统的铝散热器比美吗?完全可以,甚至更好!你能相信吗?
我们知道,任何散热器,除了要能快速地把热量从发热源传导出到散热器的表面,最后还是要靠对流和辐射把热量散到空气中。导热系数高,只解决了传热快的问题,而散热则主要由散热面积、形状、自然对流和热辐射的能力决定,这些几乎和材料的导热性无关。所以只要有一定的热传导能力,塑料散热器照样可以成为良好的散热器!
一般来说,如果热量从热源到散热器表面的距离小于5mm,那么只要导热系数大于5时,其散热就是由对流主导的了,这时候传导散热就已经不起什么作用了。这可以从下面的曲线看出来。
图1. 导热系数和传导对流散热的关系
图1中给出了导热系数和传导对流散热的关系。图中横坐标是导热系数,纵坐标是热源和环境的温差。各种颜色的曲线是热源和散热器表面的距离。如果距离小于5mm(绿色曲线),那么只要导热系数大于5,其散热能力就完全由对流决定了。温差越小、距离越小,导热系数就越不重要。
而且对于理想的好散热器来说,大约7成的热是靠对流散热,而3成的热是靠辐射散热。
而导热塑料的辐射散热能力一点也不逊色。下面是各种材料的热辐射系数。
所以可以说,如果两个形状完全相同的散热器,一个是铝做的,一个是导热塑料做的,如果铝做的散热器没有经过发黑处理,其散热能力