高导热材料有哪些?
高导热材料在电子行业中是一种非常重要的散热材料。高导热材料的热传递性能对其拓展应用领域具有非常重要的影响,在一定范围内,通过特定方法增加高导热材料的导热系数,将会提高其热传导、热对流、热辐射的能力,进一步拓展其应用领域。高导热系数陶瓷材料主要以氧化物、氮化物、碳化物、硼化物等为主,如聚晶金刚石陶瓷、SiC等导热材料。接下来,小编为大家介绍几种常见的高导热材料性能特点。
一、Si3N4陶瓷导热材料
Si3N4 陶瓷具有高韧性、抗热冲击能力强、绝缘性好、耐腐蚀和无毒等优异的性能,越来越受到国内外研究人员的重视。氮化硅陶瓷的原子键结合强度、平均原子质量和晶体非谐性振动与SiC相似,具备高导热材料的理论基础。Si3N4 晶体的理论热导率为 200~320W/m·K,但由于氮化硅的结构比 AlN 的结构更为复杂,对声子的散射较大,因而在目前研究中,烧结出的氮化硅陶瓷的热导率远低于氮化硅单晶,但同时这些特点也限制了其规模化推广与应用。
Si3N4 陶瓷作为高温结构陶瓷,具有高强度、耐高温、热传导率高等特点,在陶瓷材料中其综合力学性能最好,耐热震性能、抗氧化性能、耐磨损性能、耐蚀性能好,是热机部件用陶瓷的第一候选材料。在机械工业,氮化硅陶瓷用作轴承滚珠、滚柱、滚球座圈、工模具、新型陶瓷刀具、泵柱塞、心轴密封材料等。
二、SiC陶瓷导热材料
目前碳化硅(SiC)是国内外研究较为活跃的导热陶瓷材料。SiC 的理论热导率非常高,已达到 270W/m·K。但由于 SiC 陶瓷材料的表面能与界面能的比值低,即晶界能较高,因而很难通过常规方法烧结出高纯致密的SiC陶瓷。采用常规的烧结方法时,必须添加助烧剂且烧结温度必须达到 2050℃ 以上,但这种烧结条件又会引起 SiC 晶粒长大,大幅降低SiC陶瓷的力学性能。
SiC陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用,碳化硅陶瓷已经广泛应用于高温轴承、防弹板、喷嘴、高温耐蚀部件以及高温和高频范围的电子设备零部件等领域。
除此之外,高导热材料陶瓷系还有BeO陶瓷、AlN陶瓷等等。根据它们各自性能的不同,可分别运用于不同的产品和产业中,随着科技的发展,高导热材料的运用会越来越广泛。苏州思萃热控拥有专业的科研队伍,开发了多种高导热材料产品,可为您定制化提供产品。
随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展,对半导体器件的需求日益增长,同时也催生了市场对半导体材料的需求,半导体材料行业迎来快速发展的黄金期。在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下,本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力,逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局,推进中国半导体材料国产化进程,促进中国半导体材料行业的发展。
数据显示,2017-2019年中国半导体材料市场规模逐年增长,从2017年的76亿美元增长至2020年的94亿美元。据统计,2017-2020年全球62座新投产的晶圆厂中有26座来自中国大陆,占比超过40%,成为增速最快的地区。伴随着5G时代的来临,汽车电动化进程拉动IGBT规模增长。得益于对清洁能源高速增长的需求,IGBT市场规模将持续增长,IGBT市场在2020年的规模为54亿美元,从2020年到2026年将以7.5%的复合年增长率(CAGR)增长,预计2026年市场规模为84亿美元。新能源车应用作为IGBT市场规模的重要增量,2020年市场规模为为5.09亿美元,2020-2026年的复合年增长率为23%,预计2026年新能源车用IGBT市场规模为17亿美元。
随着5G、智慧物联网时代的到来,中国大陆的半导体产业得以在众多领域实现快速与全面布局,正逐步驱使全球半导体产业从韩国、中国台湾向中国大陆转移。目前,我国已经成为最大的半导体市场,并且继续保持最快的增速,预计半导体市场增长将持续带动半导体材料行业快速发展。