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GBN-S系列球形氮化硼简介
发布时间:2024.04.15

       氮化硼的绝缘性使其成为高温环境下的理性绝缘材料,可用于电子器件的隔离层和热管理应用。此外,由于其优异的热导性,氮化硼也可用于热界面材料和散热器的制备。

       然而,片状氮化硼容易在片材内沿面方向取向、无法有效提高片晶厚度方向的导热性;球形氮化硼,通过将片状氮化硼进行造粒,烧结,使片状氮化硼在球形内部形成各向取向,从而达到导热的各向同性。此外,球型氮化硼可以带来更高的填充量。在相同的填充比例下,球形氮化硼的导热系数能够达到片状氮化硼的3倍以上。

       但由于氮化硼无明显的熔点,烧结过程中,以固相反应为主,即使添加烧结助剂,也不能使球形氮化硼颗粒完全致密化,氮化硼一次粒子的结合强度有限,且有一定的孔隙率,在下游应用时,尤其是高剪切条件下,球形氮化硼颗粒容易破碎,显现出长径比大的无机填料易发生相互缠结,使体系粘度显著增加的弊端。

       经过一段时间的探索,我司开发了GBN-S系列的球形氮化硼,其强度明显提高,不仅保留了原有球形氮化硼高绝缘、高导热、低膨胀系数、各向同性的优势,强度还有了明显的提升,可满足对剪切强度有较高要求的使用场景。

1、GBN-S系列产品SEM对比

       GBN-S75、GBN-S40两款产品的扫描电镜如图1、图2所示。

 

2、GBN-S系列产品的基础数据对比

表1   我司开发的GBN-S系列的球形氮化硼,与竞品相近规格产品参数对比

       我司开发的GBN-S系列球形氮化硼,与竞品相近规格产品参数对比如上表1所示。

       我司的GBN-S75、国外竞品,振实密度、氧化硼含量接近。以相同的质量份数(44%),分散到同规格的硅油中,经过充分搅拌分散,测热导率,数值非常接近。见下图3。

图3  我司GBN-S75、国外竞品,振实密度、氧化硼含量、导热能力对比图

 

3、强度测试结果对比

       超声波的空化作用可以有效破开粉体团聚体,粉体在超声波作用下的破碎效果差异,可以侧面反应粉体团聚体的强度,这类方法在专利中有提及。

       以我司GBN-S75的产品为例,与国外某竞品同规格的产品,分别测试初始粒径(以D50计)、超声处理2min后的粒径、超声处理5min后的粒径。数据见表2。粒度变化具体情况见图4-图5;

表2  我司GBN-S75产品与某竞品同规格产品超声处理不同时间的粒度变化

       从上表中的数据可知,经过相同条件的处理,我司GBN-S75的产品,粒度未发生明显的变化。而竞品同规格的产品,粒度明显减小,尤其是经过5min以上的超声处理,粒度明显减小。

图4  GBN-S75产品初始粒度、超声处理2min后的粒度、超声处理5min后粒度对比图

 

图5  与GBN-S75相近规格竞品的产品初始粒度、超声处理2min后的粒度、超声处理5min后粒度对比

小结

       我司GBN-S系列的产品,强度有较明显的优势,作为填料,可以明显改善混胶时容易产生破碎的问题其他基础性能指标,如高绝缘、高导热、低膨胀系数等特性,与国外同类产品接近。