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日本开发出导热性与绝缘性俱佳的注塑材料 |
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| http://cn.newmaker.com
4/23/2007 4:58:00 PM
佳工机电网
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住友大阪水泥与DAISEI工业合作开发出了能够在保证电绝缘性的同时，使导热系数提高到最大17W/m·K的射出成型材料“Zi-ma inus”。射出成型通常使用的树脂导热系数仅为0.1～0.3W/m·K，，新产品是目前普通产品的50倍以上。
新产品将首先作为电源部件、马达、照明部件、光学部件、半导体封装使用的耐热产品进行销售。导热性等规格可按照用户的要求定制。导热系数可以根据部件设计人员的模拟结果，以1W/m·K为单位进行改变。目前预定的提供的标准产品有导热系数分别为4、6、8W/m·K的3种。
新型射出成型材料是在少量热可塑性树脂中填充多种金属氧化物制成的复合材料。虽然树脂含量仅为百分之几，但是具有良好的流动性，能够使用现有的射出成型机进行成型。以前，为了提高放热性能，曾经有产品使用铜、铝合金等金属粉末作为填充物，或在树脂加入碳。产品没有电绝缘性。与此相比，住友大阪水泥开发的材料采用了不导电的金属氧化物，具有1014Ω·cm以上的电阻率以及14kV/mm以上的介质击穿强度。
绝缘性和高导热性兼备的材料有氧化铝陶瓷等。但陶瓷需要使用烧制成型，形状的自由度小于射出成型的材料成形的自由度，使用范围狭窄。
连接金属氧化物的桥接材料作出了贡献
此次实现的导热系数“仅通过添加金属氧化物颗粒是无法达到的”（住友大阪水泥业务推进中心科长小堺规行）。在此之前也有厂商开发过添加金属氧化物的树脂，但导热系数最大只能达到3W/m·K左右。这是因为，在只添加无机氧化物颗粒时，树脂会夹在颗粒之间，起到隔热的作用。与此相比，新型材料“为了使导热系数很高的金属氧化物颗粒相互连接，使用了其他导热系数较高的金属氧化物作为桥接材料”（小堺）。但是，出于正在申请专利的原因，更详细的情况未予透露。
将开始供应样品并提供预定的标准产品（导热系数4、6、8W/m·K）的主要物理特性为，拉伸强度25～30MPa、弯曲弹性率17G～26GPa、比热876～891J/kg·℃、线膨胀系数22×10-6～28×10-6、介电常数7.4～8.0、比重2.94～3.12。
住友大阪水泥2007年度开始销售时月产量为10吨，到2010年，月产量将提高到50吨。射出成型材料颗粒外，DAISEI工业还计划上市利用射出成型制造的部件。在出于制造上的原因，无法制造客户所需的部件时，也可销售颗粒。
新型射出成型材料可以直接利用以往使用热可塑性树脂的射出成型机。但是由于流动性和硬化速度有别于通常树脂，浇道及浇口部分、金属模具的起模斜度等需要进行改进，DAISEI工业将对设计提供援助。目前，新材料的价格预定约为1公斤4000～5000日元。部件价格与尺寸有关，估计相当于材料费的3倍左右。
另外，住友大阪水泥还开发出了能够耐受使用无铅焊锡的反射炉温度的产品。是基于液晶聚合物及PPS（聚苯硫醚）的射出成型材料。除此之外，此次的新材料还通过了UL防火性能认证。
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