Kısa sonuç

Aynı ortalama parçacık boyutuna sahipD50=10 µmarasındaki farkSiC %88 ve SiC %90LED termal sistemlerde ısı transferi üzerinde etkileri olabilir. Daha yüksek saflık, daha az yabancı madde ve dolayısıyla kompozit malzeme içinde daha az potansiyel fonon saçılma merkezi ve termal bariyer anlamına gelir.

Sabit ısı dağılımının gerekli olduğu uygulamalar için - ör.otomotiv LED farları, yüksek güçlü LED{0}modülleri, sokak aydınlatması, projektörler ve AlSiC/CuSiC metal matris kompozitleri- %90 SiC genellikle tercih edilen seçenektir; diğer her şey eşittir.

Ancak yüzde 2 puanlık bir fark, termal iletkenlikte belirli bir artışın evrensel garantisi olarak kabul edilemez. Gerçek sonuç yalnızca SiC içeriğine değil aynı zamandagranülometri, parçacık şekli, matris türü, bağlayıcı içeriği, arayüzey kalitesi, karıştırma, presleme ve sinterleme teknolojisive çalışma koşulları.

LED'ler için termal iletkenlik neden bu kadar önemlidir?

LED, elektrik enerjisini ışığa ve ısıya dönüştürür. Isının önemli bir kısmı bölgede üretiliyorp-n-geçişdolayısıyla ısı dağıtım verimliliği doğrudan LED'in çalışma sıcaklığıyla ilgilidir.

Soğutma yeterince etkili değilse aşağıdakiler meydana gelebilir:

• p-n-kavşağının sıcaklığının arttırılması;
• ışık verimliliğinde azalma;
• fosforun hızlandırılmış yaşlanması;
• optik özelliklerde değişiklik;
• termal streste artış;
• LED modülünün tasarım ömrünün azaltılması.

Bu nedenle LED'ler için ısı iletken malzemeler geliştirilirken ısı iletkenliği yüksek malzemelere çok dikkat edilir.

Silisyum karbür (SiC)yüksek ısıl iletkenlik, ısıl stabilite ve yüksek sıcaklıklara karşı direncin birleşimi nedeniyle çeşitli ısıl iletken bileşimlerde kullanılır.

Malzemenin şekline ve yapısına bağlı olarak SiC'nin ısıl iletkenliği önemli ölçüde değişebilir. Tek kristal ve seramik SiC için referans literatürü şu mertebedeki değerleri sağlar:120–270 W/(m·K)bazı kompozitler için iseAlSiCtipik bir aralık yaklaşık olarak olabilir170–200 W/(m·K).

Bu durumda, bitmiş kompozitin özellikleri doğrudan saf SiC kristalinin termal iletkenliğiyle eşitlenemez.

1. SiC saflığı neden termal iletkenliği etkiler?

SiC kristal yapısındaki ısı esas olarak şu şekilde aktarılır:fononlaryani kristal kafesin kolektif titreşimleri.

Yapısal kusurlar ve yabancı fazlar ne kadar az olursa, ısı transferi o kadar verimli olabilir.

Endüstriyel silisyum karbür çeşitli artık bileşenler içerebilir:

• SiO₂;
• serbest karbon;
• demir oksitler;
• alüminyum oksitler;
• kalsiyum oksitler;
• diğer mineral kalıntıları.

Bu nedenle, aynı parçacık boyutuna sahip ancak farklı SiC içeriğine sahip iki ürün, termal olarak iletken bir kompozitte farklı davranışlar sergileyebilir.

Temel mekanizma - fonon saçılımı

Termal enerji bir malzemeden geçerken, safsızlıklar ve kafes kusurları fononları dağıtabilir.

Bu, fonon ortalama serbest yolunu azaltır ve etkili termal iletkenliği azaltabilir.

Böylece:

daha az yabancı madde → daha az potansiyel termal bariyer → daha verimli ısı transferi.

Bu nedenle temizliği artırmak%88 ila %90hassas ısı ileten sistemlerde teknolojik açıdan önemli olabilir.

2. SiC %88 ve SiC %90 ne anlama geliyor?

SembolSiC'nin %88'isilisyum karbür içeriğinin yaklaşık %88 olduğu ve geri kalanının ilgili bileşenler olduğu anlamına gelir.

İçinSiC'nin %90'ıana bileşenin içeriği daha yüksek olduğundan artık bileşenlerin oranı daha düşüktür.

Basitleştirilmiş:

Bu değerlerin dikkate alınması önemlidir.nominal saflığın karşılaştırılmasıve bitmiş ürünün garanti edilen termal iletkenliği değil.

3. SiO₂ neden önemlidir?

Endüstriyel SiC'nin en önemli artık bileşenlerinden birisilikon dioksit SiO₂.

SiO₂'nin termal iletkenliği SiC'ninkinden önemli ölçüde daha düşüktür. Malzemenin şekline, sıcaklığına ve yapısına bağlı olarak fark birkaç kat olabilir; Pratik karşılaştırma için, söz konusu sistem genellikle SiO₂'nin ısıyı yaklaşık olarak ilettiğine dair bir kılavuz olarak kullanılır.SiC'den 5-10 kat daha kötü.

Bu nedenle, düşük ısı iletkenliğine sahip fazların varlığı, ısı akışına karşı ek direnç alanları oluşturabilir.

SiC parçacıkları metal bir matriste dolgu maddesi olarak kullanılıyorsa, örneğinAlSiC veya CuSiCparçacıkların yüzey durumu da önem kazanmaktadır.

Aşırı miktarda yabancı madde tabakası şunları yapabilir:

• dolgu maddesi ile metal matris arasındaki temasın kötüleşmesi;
• arayüzey termal direncini arttırmak;
• yüzey ıslanmasını etkiler;
• Isıl işlemden sonra arayüz yapısını değiştirin.

Kompozitin gerçek termal iletkenliğini belirleyen temel faktörlerden biri genellikle SiC ile metal matris arasındaki arayüzdür.

4. D50=10 µm da neden önemlidir?

SiC içeriği - tek parametre değildir.

Teknik talepteD50=10 µmbelirli bir ölçüm yöntemine göre ortalama karakteristik parçacık boyutunun yaklaşık 10 µm olduğu anlamına gelir.

Parçacık boyutu şunları etkiler:

• dolgunun yüzey alanı;
• parçacıkların matris içindeki dağılımı;
• karıştırma kalitesi;
• aglomeraların oluşumu;
• arayüzey teması;
• potansiyel termal sınırların sayısı.

Bu nedenle karşılaştırma yaparkenSiC %88 ve SiC %90Mümkün olduğunca aynı tutmak gerekir:

• D50;
• parçacık dağılımı;
• parçacık şekli;
• granülometri ölçüm yöntemi;
• parçacık yüzeyi;
• Nem içeriği;
• Kompozit malzeme üretiminin teknolojik süreci;
• Aksi takdirde deneysel sonuçlar hatalardan daha fazlasına bağlı olabilir.

5. SiC %88 vs %90: aynı D50 ile

Aynı ürüne sahip iki ürün varsaD50=10 µmHammaddelerin bileşiminin kontrol edilmesi açısından saflıktaki fark daha belirgin hale gelir.

SiC'nin %88'i

%88 SiC'nin avantajı genellikle daha düşük hammadde maliyetidir.

Isıl iletkenlik gereksinimlerinin maksimum olmadığı bazı uygulamalar için bu tür bir malzeme ekonomik açıdan uygun olabilir.

Bununla birlikte, daha yüksek oranda artık bileşen, potansiyel olarak daha fazlası anlamına gelir:

• oksit fazları;
• serbest karbon;
• mineral safsızlıkları;
• Daha düşük ısı iletkenliğine sahip alanlar.

SiC'nin %90'ı

SiC %90 daha fazla ana bileşen ve daha az artık fazlar içerir.

Bu yardımcı olabilir:

• potansiyel termal bariyerlerin sayısının azaltılması;
• daha kararlı ısı transferi;
• dolgu maddesinin daha öngörülebilir davranışı;
• Parti kompozisyonunun kontrolünün iyileştirilmesi.

Sıcaklığın kritik bir parametre olduğu yüksek güçlü LED ve termal olarak iletken kompozitler için,SiC'nin %90'ıkarşılaştırma testleri için genellikle daha mantıklı bir başlangıç ​​noktasıdır.

6. AlSiC ve CuSiC kompozitlerinde SiC'nin rolü

SiC'nin termal yönetimdeki önemli uygulamalarından biri de - metal matrisli kompozitlerdir.

AlSiC

Kompozit olarakAlSiCSilisyum karbür parçacıkları alüminyum matriste dağıtılır.

Bu tür malzemeler aynı anda elde edilmesinin gerekli olduğu durumlarda kullanılır:

• verimli ısı giderme;
• nispeten düşük ağırlık;
• kontrollü termal genleşme;
• boyutsal kararlılık;
• yeterli mekanik mukavemet.

Bu, AlSiC'yi bazı paketler, soğutucular ve elektronik sistem bileşenleri için ilginç bir malzeme haline getiriyor.

CuSiC

CuSiCmetal matris olarak bakır kullanır.

Bakırın kendisi yüksek bir termal iletkenliğe sahiptir, bu nedenle bakır ve SiC kombinasyonu, kontrollü termal genleşme ve ısı dağıtma özelliklerine sahip termal bileşenler oluşturmak için kullanılabilir.

Her iki durumda da SiC yüzeyinin kalitesi ve metal matris içindeki dağılımı büyük önem taşımaktadır.

7. p-n-LED bağlantısının sıcaklığına etkisi

LED'ler için sadece dolgu maddesinin yüksek ısı iletkenliğini beyan etmek yeterli değildir.

Temel pratik soru, son tasarımın ısıyı p-n-birleşim bölgesinden ne kadar etkili bir şekilde uzaklaştırdığıdır.

Koşullu zincir şuna benzer:

LED bağlantısı → alt tabaka → termal iletken malzeme → ısı emici → çevre

Herhangi bir noktada ısı akışına karşı direnç artarsa, p-n-kavşağının sıcaklığı artabilir.

Bu nedenle, SiC'nin kalitesinin arttırılması, performansın artmasına yol açtığında tam olarak anlamlı olabilirhazır ısı ileten malzemeve yalnızca orijinal toz değil.

8. Test örneği: %90'a karşı %88

Analiz için sağlanan malzemeler, imalatçının yaptığı testlerin bir örneğini sağlar;%88 SiC, yaklaşık 10 µm'lik bir D50 ile %90 SiC ile değiştirildiOtomobil LED- farlarının termal dağıtıcısı için AlSiC kompozit.

Üreticiye göre aşağıdaki sonuçlar elde edildi:

• Kompozitin termal iletkenliği yaklaşık olarak arttı15%;
• p-n-kavşağının sıcaklığı yaklaşık olarak azaldı8 derece;
• hızlandırılmış testlerde tahmini hizmet ömrü yaklaşık olarak arttı20%.

Bu göstergeler tam olarak şu şekilde değerlendirilmelidir:üreticinin test verilerive herhangi bir AlSiC veya herhangi bir LED-modülü için evrensel bir sonuç değildir.

Hammadde seçerken karşılaştırmalı testi kendi tarifinizde tekrarlamanız önerilir.

9. Sonucu hangi faktörler değiştirebilir?

%88 SiC'nin %90 ile değiştirilmesinin, tüm sistemlerde otomatik olarak ısı iletkenliğinde aynı artışı sağlayacağı varsayılamaz.

Nihai sonuç şunlardan etkilenir:

Parçacık boyutu

Aynı nominal D50 ile bile parçacık dağılımı değişebilir.

Aglomerasyon

Küçük parçacıkların birikmesi homojen olmayan durumlara ve ek termal dirence neden olabilir.

SiC/metal arayüz

Dolgu maddesi ile matris arasındaki temasın kalitesi büyük önem taşımaktadır.

SiC'nin hacim oranı

Dolgu maddesi içeriğinin arttırılması termal iletkenliği, yoğunluğu, viskoziteyi ve işlenebilirliği etkileyebilir.

Üretim teknolojisi

Karıştırma, presleme, infiltrasyon, sinterleme ve ısıl işlem, nihai malzemenin yapısını önemli ölçüde değiştirebilir.

Çalışma sıcaklığı

Arayüzün termal iletkenliği ve kararlılığı sıcaklıkla değişebilir.

Bu nedenle sadece tozları değil aynı zamanda karşılaştırmaları da yapmak gerekir.hazır kompozit malzemeler.

10. %90 SiC kullanmanın mantıklı olduğu yerler

Daha yüksek saflık, özellikle sıcaklık kontrolünün önemli bir teknik gereklilik olduğu uygulamalar için ilgi çekicidir.

Otomotiv LED-aydınlatma

Farlar ve diğer yüksek güçlü LED-modülleri, yüksek termal yük koşullarında çalışır.

Kararlı ısı dağıtımı, LED aksamının sıcaklığının kontrol edilmesine yardımcı olur.

Sokak aydınlatması

Güçlü LED-armatürler uzun süre çalışır, dolayısıyla ısı dağıtımının verimliliği çalışma kararlılığını etkiler.

LED-spot ışıkları

Projektörler ve diğer yüksek güçlü aydınlatma sistemleri için sıcaklık önemli bir güvenilirlik faktörüdür.

Elektronik muhafazalar ve ısı emiciler

AlSiC ve CuSiC, termal iletkenlik ve kontrollü termal genleşme katsayısı kombinasyonunun gerekli olduğu yapılarda kullanılabilir.

11. SiC %88 ekonomik olarak gerekçelendirilebildiğinde

%90 SiC her proje için mutlaka en iyi seçim değildir.

Eğer sistem:

• yüksek termal yükte çalışmaz;
• daha yüksek çalışma sıcaklıklarına izin verir;
• önemli bir termal direnç marjına sahiptir;
• hammadde maliyetlerine duyarlı;
• OSiC'nin %88'iuygun bir seçenek olabilir.

Bu durumda karşılaştırmalı bir test yapılması ve yalnızca hammaddelerin değil tüm sistemin maliyetinin de tahmin edilmesi tavsiye edilir.

Bazen daha ucuz bir dolgu maddesi, nihai termal iletkenliğin spesifikasyon dahilinde kalması durumunda daha ekonomik olabilir.

12. Satın almadan önce %88 SiC ve %90 SiC nasıl doğru şekilde karşılaştırılır?

Alıcı veya mühendis için karşılaştırmalı bir spesifikasyonun oluşturulması tavsiye edilir.

Tedarikçiden şunları talep etmelisiniz:

• SiC içeriği;
• D50;
• tam granülometrik bileşim;
• SiO₂ içeriği;
• serbest karbon içeriği;
• Fe₂O₃ içeriği;
• Al₂O₃ içeriği;
• CaO içeriği;
• nem;
• toplu yoğunluk;
• parçacık boyutu ölçüm yöntemi;
• Parti başına COA.

Kendinizi şu ifadeyle sınırlamamak özellikle önemlidir."SiC %90".

Endüstriyel tedarik için eksiksiz bir kimyasal analize ve kontrollü granülometriye sahip olmak çok daha faydalıdır.

13. Satın alma önerileri

Malzemenin termal açıdan yüksek iletkenliğe sahip bir LED-kompoziti için tasarlanması durumunda spesifikasyon ayrıca şunları kaydedebilir:

SiC saflığı:%90'dan büyük veya eşit
D50:10 mikron
Parçacık boyutu dağılımı:kararlaştırılan aralığa göre
SiO₂:kararlaştırılan limite göre
Serbest karbon:kararlaştırılan limite göre
Nem:kararlaştırılan limite göre
COA:her parti için

Seri üretim için, birkaç temel göstergenin gelen kontrolünün yapılması da tavsiye edilir.

Bu, nominal kalitenin aynı kaldığı ancak malzemenin gerçek davranışının partiden partiye değiştiği bir durumu önler.

14. Özetle: %88 SiC mi yoksa %90 SiC mi?

EğerD50 aynıdır ve 10 µm'dirbu durumda %90 SiC'nin daha yüksek saflığı, daha düşük oranda artık bileşen sağlar.

Termal yönetim açısından bakıldığında bu potansiyel olarak şu anlama gelir:

daha az yabancı madde → daha az potansiyel termal bariyer → daha az fonon saçılımı → daha verimli ısı transferi.

Bu nedenle sorumlular içinLED termal yönetimiuygulamalarda, özellikleAlSiC ve CuSiCYeterlilik testine başlamak için %90 SiC tercih edilen seçenektir.

Ancak nihai seçim, bitmiş kompozitin testine dayanmalıdır.

Herhangi bir %90 SiC'nin %88 SiC olacağı doğrudan söylenemez.Gerçek fark kimyasal bileşime, parçacık boyutuna ve dağılımına, arayüze ve üretim teknolojisine bağlıdır.

Sıkça Sorulan Sorular

1. LED - SiC %88 veya SiC %90 için hangisi daha iyidir?

Aynı D50 ileSiC'nin %90'ıDaha az artık bileşen içerdiğinden genellikle termal iletken uygulamalar için tercih edilen seçenektir.

2. SiC saflığı termal iletkenliği neden etkiler?

Safsızlıklar fononları dağıtabilir ve düşük termal iletkenlik fazları oluşturarak ısı akışına karşı direnci artırabilir.

3. D50=10 µm ne anlama geliyor?

D50, kullanılan ölçüm yöntemine göre ortalama parçacık boyutunu karakterize eder. Belirli bir satın alma için tam parçacık dağıtımı üzerinde de anlaşmaya varılması gerekir.

4. %90 SiC, LED sıcaklığının 8 derece azalmasını garanti edebilir mi?

Hayır. Değer yakl.8 dereceimalatçı tarafından belirtilen test örneğini ifade eder. Bu genel bir garanti değildir.

5. Isıl iletkenlik için %+15 rakamı nereden geldi?

Buüreticinin test sonucukaynak materyalde verilmiştir. Diğer AlSiC bileşimleri için sonuç farklı olabilir.

6. SiO₂ neden termal iletkenliği bozar?

SiO₂, SiC'den önemli ölçüde daha düşük bir termal iletkenliğe sahiptir, dolayısıyla varlığı ek termal bariyerler oluşturabilir.

7. SiC %88 AlSiC için uygun mudur?

Evet, ekonomik odaklı bazı sistemlerde, elde edilen ısıl iletkenlik gereksinimleri karşılıyorsa %88 SiC kullanılabilir.

8. Otomotiv LED'leri için neden %90 SiC tercih edilebilir?

Otomobil LED-farları önemli bir termal yük altında çalışır, bu nedenle ısı transferinin stabilitesi giderek artan bir öneme sahiptir.

9. Yalnızca SiC içeriğine göre %88 ve %90 SiC'yi karşılaştırmak mümkün müdür?

Hayır. Dikkate alınmalıD50, parçacık dağılımı, SiO₂, serbest karbon, metal oksitler, nem ve parti kalitesi.

10. LED-kompozit için en iyi parçacık boyutu hangisidir?

Herkese uyan tek bir boyut yoktur. Bu karşılaştırma dikkate alınırD50 yaklaşık 10 µmancak optimum boyut, spesifik formülasyona ve üretim teknolojisine bağlıdır.

11. AlSiC nedir?

AlSiC -, alüminyum matrisinin SiC parçacıkları içerdiği bir metal matris kompozitidir.

12. CuSiC nedir?

CuSiC -, ısı dağılımını ve kontrollü termal performansı birleştirmek için tasarlanmış bir bakır matris/silisyum karbür kompozitidir.

13. Her SiC partisi için bir COA almak gerekli midir?

Endüstriyel uygulamalar için elde edilmesi arzu edilirParti başına COAözellikle de malzeme kritik termal bileşenlerde kullanılıyorsa.

14. Daha saf SiC LED'in ömrünü uzatabilir mi?

İyileştirilmiş ısı dağıtımı ve daha düşük çalışma sıcaklığı sayesinde potansiyel olarak -. Ancak hizmet ömrü tüm LED tasarımına ve çalışma koşullarına bağlıdır.

15. %90 SiC'nin gerçekten %88 SiC'den daha iyi olup olmadığı nasıl kontrol edilir?

Kontrollü bir yürütmenin - en iyi yoluA/B{0}}karşılaştırmasıaynı D50, reçete, dolgu içeriği ve üretim teknolojisiyle LED'in termal iletkenliğini ve sıcaklığını ölçün.

Çözüm

Silisyum karbürün kullanımı içinLED termal yönetimiarasındaki fark%88 ve %90 saflıkFiziksel bir temeli vardır ancak malzemenin diğer parametrelerinden ayrılamaz.

Aynısı ileD50=10 µmSiC %90 daha az artık faz içerir, bu da fonon saçılımını ve düşük termal iletkenlik bölgelerinin sayısını azaltabilir. Metal matrisli kompozitlerdeAlSiC/CuSiCSiC ile metal matris arasındaki arayüzün kalitesi de ayrıca önemlidir.

Yüksek güçlü LED, otomotiv aydınlatması ve diğer kritik termal uygulamalar içinSiC'nin %90'ıyeterlilik testi için makul bir seçenektir.

Bu durumda nihai seçim yalnızca beyan edilen saflığa değil aynı zamandaCOA, D50, parçacık dağılımı, SiO₂ içeriği ve diğer safsızlıklar, üretim teknolojisi ve bitmiş kompozitin test sonuçları.

Kontrollü saflık oranı %88 veya %90 olan D50 10 µm SiC'ye ihtiyacınız varsa lütfen teknik spesifikasyonu ve partiye özel COA'yı talep edin.

Spesifikasyonlara göre SiC'nin sağlanmasına mı ihtiyacınız var?

Zhen An International Co., Limited, demir ve çelik endüstrileri için silisyum karbür (SiC %80-99, 20 mesh %88/%90 dahil) ve çok çeşitli ferroalyajlar üretmektedir. Her teslimata bir analiz sertifikası, elek analiz raporu ve talep üzerine üçüncü taraf denetimi eşlik edebilir. Teknisyenler eriyiğinizin derecesini, parçacık boyutu dağılımını ve ekleme uygulamalarını belirlemenize yardımcı olabilir.

E-posta:sales@zanewmetal.com ·WhatsApp:+86 15518824805 ·

Silisyum karbür ürün yelpazesi · Talep formu