Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo e l'ammodernamento dei settori dell'elettronica, delle nuove energie, dei semiconduttori e delle apparecchiature di fascia alta,ceramiche di allumina, come materiale isolante e dissipatore di calore, hanno attirato grande attenzione nel settore per le loro proprietà termiche. La conduttività termica determina direttamente l'efficienza di dissipazione del calore e l'affidabilità a lungo termine dei componenti, fungendo da indicatore chiave per la selezione dei materiali, l'ottimizzazione dei processi e il controllo qualità. Questo articolo spiega sistematicamente l'intervallo di conduttività termica diceramiche di allumina, i suoi fattori influenzanti e i metodi di prova standard nazionali.
Ⅰ、Gamma tipica di conduttività termica della ceramica di allumina
La conduttività termica diceramiche di alluminaè strettamente correlato a purezza, densità, granulometria e processo di sinterizzazione. I gradi principali a temperatura ambiente (25°C) sono i seguenti:
Ceramica allumina al 92%: circa 18 W/(m·K)
Ceramica di allumina al 95%/96%: 24–28 W/(m·K)
99%ceramica di allumina ad alta purezza: 30–35 W/(m·K)
Ceramica densa ad altissima purezza (≥99,9%): fino a 35 W/(m·K)
Questo valore è molto più elevato rispetto a quello dei normali substrati epossidici (circa 0,3 W/(m·K)), pur mantenendo un eccellente isolamento elettrico, il che lo rende il materiale preferito per dispositivi ad alta potenza, substrati ceramici, cuscinetti termici e componenti semiconduttori.
Ⅱ、Tre metodi di prova autorevoli per la conduttività termica (in conformità con gli standard nazionali)
Il settore adotta comunemente metodi di prova in regime stazionario e transitorio. Le procedure di prova sono standardizzate con dati tracciabili, soddisfacendo i requisiti di ispezione in fabbrica e di certificazione di terze parti.
1. Metodo Laser Flash (metodo tradizionale ad alta precisione)
Riferimenti standard: GB/T 22588, GB/T 39862-2021
Campioni applicabili: ceramiche ad alta conduttività termica, fogli sottili, substrati
Caratteristiche: test senza contatto, veloce, alta precisione, ampio intervallo di temperatura
Principio: la superficie anteriore del campione viene riscaldata da un impulso laser e la curva di aumento della temperatura sulla superficie posteriore viene rilevata tramite infrarossi. Viene calcolata la diffusività termica e si ottiene la conduttività termica combinata con la densità e il calore specifico.
2. Metodo del filo caldo
Riferimenti standard: GB/T 5990-2021
Campioni applicabili: ceramiche sfuse, ceramiche refrattarie
Caratteristiche: Attrezzatura matura, test rapidi, adatta per l'ispezione di campionamento in lotti
3. Metodo del misuratore di flusso di calore in stato stazionario / Metodo della piastra calda protetta
Riferimenti standard: GB/T 10295
Campioni applicabili: materiali a media e bassa conduttività termica, piastre spesse, parti strutturali isolanti
Caratteristiche: dati stabili, buona ripetibilità, metodo di riferimento tradizionale
III, Orientamento al valore industriale e all'applicazione
Un controllo accurato della conduttività termica può migliorare significativamente:
Efficienza di dissipazione del calore dei moduli di potenza, delle stazioni base 5G e dei LED
Stabilità termica dei nuovi pacchi batteria energetici e dei sistemi di azionamento elettrico
Affidabilità e durata delle cavità semiconduttrici e dei substrati ceramici
Migliorando la purezza, la sinterizzazione della densificazione e l'ottimizzazione della grana, le aziende possono controllare stabilmente la conduttività termica entro l'intervallo target, supportando l'aggiornamento della produzione di fascia alta.
