Kesimpulan singkat

Dengan ukuran partikel rata-rata yang samaD50=10 µmperbedaan antaraSiC 88% dan SiC 90%mungkin memiliki implikasi terhadap perpindahan panas dalam sistem termal LED. Kemurnian yang lebih tinggi berarti lebih sedikit pengotor dan oleh karena itu lebih sedikit potensi pusat hamburan fonon dan penghalang termal dalam material komposit.

Untuk aplikasi yang memerlukan pembuangan panas yang stabil - mis.lampu depan LED otomotif, modul-LED berdaya tinggi, penerangan jalan, proyektor, dan komposit matriks logam AlSiC/CuSiC- SiC 90% biasanya merupakan pilihan yang lebih disukai, semua hal dianggap sama.

Namun, perbedaan sebesar 2 poin persentase tidak dapat dianggap sebagai jaminan universal atas peningkatan konduktivitas termal tertentu. Hasil sebenarnya tidak hanya bergantung pada konten SiC, tetapi jugagranulometri, bentuk partikel, jenis matriks, kandungan pengikat, kualitas antarmuka, teknologi pencampuran, pengepresan dan sintering, serta kondisi pengoperasian.

Mengapa konduktivitas termal sangat penting untuk LED

LED mengubah energi listrik menjadi cahaya dan panas. Sebagian besar panas dihasilkan di area tersebutp-n-transisi, sehingga efisiensi pembuangan panas berhubungan langsung dengan suhu pengoperasian LED.

Jika pendinginan tidak cukup efektif, hal berikut mungkin terjadi:

• meningkatkan suhu persimpangan p-n-;
• penurunan efisiensi cahaya;
• percepatan penuaan fosfor;
• perubahan karakteristik optik;
• peningkatan tekanan termal;
• Mengurangi umur desain modul LED.

Oleh karena itu, ketika mengembangkan bahan konduktif termal untuk LED, banyak perhatian diberikan pada bahan dengan konduktivitas termal yang tinggi.

Silikon karbida (SiC)digunakan dalam berbagai komposisi konduktif termal karena kombinasi konduktivitas termal yang tinggi, stabilitas termal, dan ketahanan terhadap suhu tinggi.

Tergantung pada bentuk dan struktur material, konduktivitas termal SiC dapat bervariasi secara signifikan. Untuk SiC kristal tunggal dan keramik, literatur referensi memberikan nilai urutan120–270 W/(m K), sedangkan untuk beberapa kompositAlSiCkisaran tipikal mungkin kira-kira170–200 W/(m K).

Dalam hal ini, sifat-sifat komposit jadi tidak dapat secara langsung disamakan dengan konduktivitas termal kristal SiC murni.

1. Mengapa kemurnian SiC mempengaruhi konduktivitas termal?

Panas dalam struktur kristal SiC ditransfer terutama melaluifonon, yaitu getaran kolektif kisi kristal.

Semakin sedikit cacat struktural dan fasa asing, perpindahan panas yang lebih efisien dapat terjadi.

Silikon karbida industri mungkin mengandung berbagai komponen sisa:

• SiO₂;
• karbon bebas;
• oksida besi;
• aluminium oksida;
• kalsium oksida;
• sisa mineral lainnya.

Oleh karena itu, dua produk dengan ukuran partikel yang sama tetapi kandungan SiC berbeda mungkin menunjukkan perilaku berbeda dalam komposit konduktif termal.

Mekanisme dasar - hamburan fonon

Saat energi panas melewati suatu material, kotoran dan cacat kisi dapat menyebarkan fonon.

Hal ini mengurangi jalur bebas rata-rata fonon dan dapat mengurangi konduktivitas termal efektif.

Dengan demikian:

lebih sedikit pengotor → lebih sedikit potensi hambatan termal → perpindahan panas lebih efisien.

Oleh karena itu tingkatkan kebersihan dengan88% hingga 90%dapat menjadi signifikan secara teknologi dalam sistem penghantar panas yang sensitif.

2. Apa yang dimaksud dengan SiC 88% dan SiC 90%?

SimbolSiC 88%berarti kandungan silikon karbida sekitar 88%, dan sisanya merupakan komponen terkait.

UntukSiC 90%kandungan komponen utama semakin tinggi, sehingga proporsi komponen sisa semakin rendah.

Sederhana:

Penting untuk dicatat bahwa nilai-nilai ini adalahperbandingan kemurnian nominal, dan bukan jaminan konduktivitas termal dari produk jadi.

3. Mengapa SiO₂ penting

Salah satu komponen sisa terpenting dari SiC industri adalahsilikon dioksida SiO₂.

Konduktivitas termal SiO₂ jauh lebih rendah dibandingkan SiC. Tergantung pada bentuk, suhu dan struktur material, perbedaannya bisa beberapa kali lipat; Sebagai perbandingan praktis, sistem yang dipertimbangkan sering digunakan sebagai pedoman bahwa SiO₂ kira-kira menghantarkan panas5–10 kali lebih buruk dari SiC.

Oleh karena itu, keberadaan fase konduktivitas termal yang rendah dapat menciptakan area tambahan yang resistan terhadap aliran panas.

Jika partikel SiC digunakan sebagai pengisi matriks logam, misalnya padaAlSiC atau CuSiC, kondisi permukaan partikel juga menjadi penting.

Lapisan pengotor yang berlebih dapat:

• memperburuk kontak antara pengisi dan matriks logam;
• meningkatkan ketahanan termal antarmuka;
• mempengaruhi pembasahan permukaan;
• mengubah struktur antarmuka setelah perlakuan panas.

Antarmuka antara SiC dan matriks logam sering menjadi salah satu faktor kunci yang menentukan konduktivitas termal sebenarnya dari komposit.

4. Mengapa D50=10 µm juga penting

Konten SiC - bukan satu-satunya parameter.

Dalam permintaan teknisD50=10 µmberarti rata-rata ukuran partikel karakteristik menurut metode pengukuran tertentu adalah sekitar 10 µm.

Ukuran partikel mempengaruhi:

• luas permukaan pengisi;
• distribusi partikel dalam matriks;
• kualitas pencampuran;
• pembentukan aglomerat;
• kontak antarmuka;
• jumlah batas termal potensial.

Oleh karena itu, ketika membandingkanSiC 88% dan SiC 90%Hal ini diperlukan untuk menjaga hal yang sama mungkin:

• D50;
• distribusi partikel;
• bentuk partikel;
• metode pengukuran granulometri;
• permukaan partikel;
• Kadar air;
• Proses teknologi pembuatan material komposit;
• Jika tidak, hasil eksperimen mungkin disebabkan oleh lebih dari sekedar kesalahan.

5. SiC 88% vs 90% : dengan D50 yang sama

Jika dua produk dengan samaD50=10 µm, perbedaan kemurnian menjadi lebih terlihat dari segi pengendalian komposisi bahan baku.

SiC 88%

Keuntungan SiC 88% biasanya adalah biaya bahan baku yang lebih rendah.

Untuk beberapa aplikasi dimana persyaratan konduktivitas termal tidak maksimal, bahan tersebut mungkin dapat dibenarkan secara ekonomi.

Namun, proporsi komponen sisa yang lebih tinggi berpotensi menghasilkan lebih banyak:

• fase oksida;
• karbon bebas;
• kotoran mineral;
• daerah dengan konduktivitas termal yang lebih rendah.

SiC 90%

SiC 90% mengandung lebih banyak komponen utama dan lebih sedikit fase sisa.

Ini mungkin membantu:

• mengurangi jumlah potensi hambatan termal;
• perpindahan panas yang lebih stabil;
• perilaku pengisi yang lebih dapat diprediksi;
• meningkatkan kontrol komposisi partai.

Untuk LED berdaya tinggi dan komposit konduktif termal yang suhunya merupakan parameter penting,SiC 90%biasanya merupakan titik awal yang lebih logis untuk tes perbandingan.

6. Peran SiC dalam komposit AlSiC dan CuSiC

Salah satu aplikasi penting SiC dalam manajemen termal adalah - komposit matriks logam.

AlSiC

Secara kompositAlSiCPartikel silikon karbida didistribusikan dalam matriks aluminium.

Bahan-bahan tersebut digunakan jika perlu untuk memperoleh secara bersamaan:

• penghilangan panas yang efisien;
• bobot yang relatif rendah;
• ekspansi termal terkendali;
• stabilitas dimensi;
• kekuatan mekanik yang cukup.

Hal ini menjadikan AlSiC bahan yang menarik untuk beberapa paket, heat sink, dan komponen sistem elektronik.

CuSiC

CuSiCmenggunakan tembaga sebagai matriks logam.

Tembaga sendiri memiliki konduktivitas termal yang tinggi, sehingga kombinasi tembaga dan SiC dapat digunakan untuk membuat komponen termal dengan karakteristik ekspansi termal dan pembuangan panas yang terkendali.

Dalam kedua kasus tersebut, kualitas permukaan SiC dan distribusinya dalam matriks logam sangatlah penting.

7. Pengaruh pada suhu sambungan LED p-n-

Untuk LED, tidak cukup hanya menyatakan konduktivitas termal yang tinggi dari pengisi.

Pertanyaan praktis utamanya adalah seberapa efektif desain akhir menghilangkan panas dari daerah persimpangan p-n-.

Rantai kondisional terlihat seperti ini:

Persimpangan LED → substrat → bahan konduktif termal → unit pendingin → lingkungan

Jika resistensi terhadap aliran panas meningkat pada titik mana pun, suhu persimpangan p-n-dapat meningkat.

Oleh karena itu, peningkatan kualitas SiC dapat menjadi masuk akal jika hal tersebut mengarah pada peningkatan kinerjabahan penghantar panas yang sudah jadi, dan bukan hanya bedak asli.

8. Contoh pengujian: 90% vs 88%

Materi yang disediakan untuk analisis memberikan contoh pengujian pabrikan, di manaSiC 88% digantikan oleh SiC 90% dengan D50 sekitar 10 µmdalam komposit AlSiC untuk distributor termal lampu depan LED mobil-.

Menurut pabrikan, diperoleh hasil sebagai berikut:

• Konduktivitas termal komposit meningkat sekitar15%;
• suhu persimpangan p-n-menurun sekitar8 derajat;
• perkiraan masa pakai dalam pengujian yang dipercepat meningkat sekitar20%.

Indikator-indikator ini harus dipertimbangkan secara tepat sebagaidata uji pabrikan, dan bukan sebagai hasil universal untuk AlSiC atau modul-LED apa pun.

Saat memilih bahan baku, disarankan untuk mengulangi uji perbandingan resep Anda sendiri.

9. Faktor apa saja yang dapat mengubah hasil?

Tidak dapat diasumsikan bahwa mengganti 88% SiC dengan 90% secara otomatis akan memberikan peningkatan konduktivitas termal yang sama di semua sistem.

Hasil akhir dipengaruhi oleh:

Ukuran partikel

Bahkan dengan nominal D50 yang sama, distribusi partikel dapat bervariasi.

Pengelompokan

Akumulasi partikel kecil dapat menciptakan ketidakhomogenan dan ketahanan termal tambahan.

Antarmuka SiC/logam

Kualitas kontak antara pengisi dan matriks sangat penting.

Fraksi volume SiC

Peningkatan kandungan bahan pengisi dapat mempengaruhi konduktivitas termal, kepadatan, viskositas dan kemampuan proses.

Teknologi manufaktur

Pencampuran, pengepresan, infiltrasi, sintering, dan perlakuan panas dapat mengubah struktur bahan akhir secara signifikan.

Suhu pengoperasian

Konduktivitas termal dan stabilitas antarmuka dapat berubah seiring suhu.

Oleh karena itu, perlu membandingkan tidak hanya bedak, tetapi jugabahan komposit siap pakai.

10. Dimana masuk akal untuk menggunakan SiC 90%

Kemurnian yang lebih tinggi sangat menarik untuk aplikasi di mana kontrol suhu merupakan persyaratan teknis utama.

Pencahayaan-LED otomotif

Lampu depan dan modul LED berdaya tinggi lainnya-beroperasi dalam kondisi beban termal tinggi.

Pembuangan panas yang stabil membantu mengontrol suhu rakitan LED.

Penerangan jalan

Luminer LED-yang kuat beroperasi dalam jangka waktu lama, sehingga efisiensi pembuangan panas memengaruhi stabilitas pengoperasian.

Lampu sorot-LED

Untuk proyektor dan sistem pencahayaan berdaya tinggi lainnya, suhu merupakan faktor keandalan yang penting.

Rumah elektronik dan unit pendingin

AlSiC dan CuSiC dapat digunakan dalam struktur yang memerlukan kombinasi konduktivitas termal dan koefisien ekspansi termal yang terkontrol.

11. Ketika SiC 88% dapat dibenarkan secara ekonomi

SiC 90% belum tentu merupakan pilihan terbaik untuk setiap proyek.

Jika sistem:

• tidak bekerja pada beban panas tinggi;
• memungkinkan suhu pengoperasian yang lebih tinggi;
• memiliki margin ketahanan termal yang signifikan;
• sensitif terhadap biaya bahan baku;
• ItuSiC 88%mungkin merupakan pilihan yang cocok.

Dalam hal ini, disarankan untuk melakukan uji perbandingan dan memperkirakan biaya tidak hanya bahan mentah, tetapi juga keseluruhan sistem.

Terkadang pengisi yang lebih murah lebih ekonomis jika konduktivitas termal akhir tetap berada dalam spesifikasi.

12. Cara membandingkan SiC 88% dan SiC 90% dengan benar sebelum membeli

Disarankan agar spesifikasi komparatif dibuat untuk pembeli atau teknisi.

Anda harus meminta dari pemasok:

• konten SiC;
• D50;
• komposisi granulometri penuh;
• konten SiO₂;
• kandungan karbon bebas;
• konten Fe₂O₃;
• kandungan Al₂O₃;
• konten CaO;
• kelembaban;
• kepadatan massal;
• metode pengukuran ukuran partikel;
• COA per batch.

Sangat penting untuk tidak membatasi diri Anda pada frasa tersebut"SiC 90%".

Untuk pengadaan industri, akan jauh lebih berguna jika memiliki analisis kimia yang lengkap dan granulometri yang terkontrol.

13. Rekomendasi pembelian

Jika material ditujukan untuk komposit LED yang sangat konduktif terhadap panas, spesifikasinya dapat mencatat secara terpisah:

kemurnian SiC:Lebih besar dari atau sama dengan 90%
D50:10 mikron
Distribusi ukuran partikel:sesuai dengan rentang yang disepakati
SiO₂:sesuai batas yang disepakati
Karbon bebas:sesuai batas yang disepakati
kelembaban:sesuai batas yang disepakati
COA:untuk setiap batch

Untuk produksi massal, juga diinginkan untuk melakukan kontrol masuk terhadap beberapa indikator utama.

Hal ini menghindari situasi di mana kadar nominalnya tetap sama, namun perilaku material sebenarnya bervariasi dari satu batch ke batch lainnya.

14. Intinya: SiC 88% atau SiC 90%?

JikaD50 sama dan berukuran 10 µm, maka kemurnian SiC 90% yang lebih tinggi memberikan proporsi komponen sisa yang lebih rendah.

Dari perspektif pengelolaan termal, hal ini berpotensi berarti:

lebih sedikit pengotor → lebih sedikit hambatan termal potensial → lebih sedikit hamburan fonon → perpindahan panas yang lebih efisien.

Oleh karena itu, bagi mereka yang bertanggung jawabManajemen termal LEDaplikasi, khususnya diAlSiC dan CuSiC, SiC 90% adalah pilihan yang lebih disukai untuk memulai pengujian kualifikasi.

Namun, pilihan akhir harus didasarkan pada pengujian komposit yang sudah jadi.

Tidak dapat secara langsung dinyatakan bahwa SiC 90% mana pun akan menjadi SiC 88% 高15%导热率.Perbedaan sebenarnya bergantung pada komposisi kimia, ukuran dan distribusi partikel, antarmuka, dan teknologi manufaktur.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

1. Mana yang lebih baik untuk LED - SiC 88% atau SiC 90%?

Dengan D50 yang samaSiC 90%umumnya merupakan pilihan yang lebih disukai untuk aplikasi konduktif termal karena mengandung lebih sedikit komponen sisa.

2. Mengapa kemurnian SiC mempengaruhi konduktivitas termal?

Kotoran dapat menyebarkan fonon dan menciptakan fase konduktivitas termal yang rendah, sehingga meningkatkan resistensi terhadap aliran panas.

3. Apa yang dimaksud dengan D50=10 µm?

D50 mencirikan ukuran median partikel sesuai dengan metode pengukuran yang digunakan. Untuk pembelian tertentu, distribusi partikel penuh juga harus disepakati.

4. Dapatkah 90% SiC menjamin penurunan suhu LED sebesar 8 derajat?

Tidak. Nilai kira-kira.8 derajatmengacu pada contoh pengujian yang ditentukan oleh pabrikan. Ini bukan jaminan menyeluruh.

5. Dari manakah angka +15% untuk konduktivitas termal berasal?

Inihasil tes pabrikandiberikan dalam materi sumber. Untuk komposisi AlSiC lainnya, hasilnya mungkin berbeda.

6. Mengapa SiO₂ merusak konduktivitas termal?

SiO₂ memiliki konduktivitas termal yang jauh lebih rendah dibandingkan SiC, sehingga kehadirannya dapat menciptakan penghalang termal tambahan.

7. Apakah SiC 88% cocok untuk AlSiC?

Ya, dalam beberapa sistem yang berorientasi ekonomi, 88% SiC dapat digunakan jika konduktivitas termal yang dihasilkan memenuhi persyaratan.

8. Mengapa 90% SiC lebih disukai untuk LED otomotif?

Lampu depan LED-otomotif beroperasi di bawah beban termal yang signifikan, sehingga stabilitas perpindahan panas menjadi semakin penting.

9. Apakah mungkin membandingkan SiC 88% dan 90% berdasarkan kandungan SiC saja?

Tidak. Harus diperhitungkanD50, distribusi partikel, SiO₂, karbon bebas, oksida logam, kelembapan dan kualitas batch.

10. Berapa ukuran partikel yang terbaik untuk-komposit LED?

Tidak ada satu ukuran yang cocok untuk semua. Perbandingan ini mempertimbangkanD50 sekitar 10 mikron, tetapi ukuran optimal bergantung pada formulasi spesifik dan teknologi manufaktur.

11. Apa itu AlSiC?

AlSiC - merupakan komposit matriks logam yang matriks aluminiumnya mengandung partikel SiC.

12. Apa itu CuSiC?

CuSiC - adalah komposit matriks tembaga/silikon karbida yang dirancang untuk menggabungkan pembuangan panas dan kinerja termal yang terkontrol.

13. Apakah perlu mendapatkan COA untuk setiap batch SiC?

Untuk aplikasi industri diinginkan untuk diperolehCOA per batch, terutama jika material tersebut digunakan pada komponen termal kritis.

14. Dapatkah SiC yang lebih murni meningkatkan umur LED?

Berpotensi - melalui peningkatan pembuangan panas dan suhu pengoperasian yang lebih rendah. Namun masa pakai tergantung pada keseluruhan desain LED dan kondisi pengoperasian.

15. Bagaimana cara memeriksa apakah SiC 90% benar-benar lebih baik dari SiC 88%?

Cara terbaik - untuk melakukan kontrolperbandingan A/B-dengan D50, resep, kandungan pengisi dan teknologi produksi yang sama, kemudian mengukur konduktivitas termal dan suhu LED.

Kesimpulan

Untuk penggunaan silikon karbida diManajemen termal LEDperbedaan antarakemurnian 88% dan 90%.mempunyai dasar fisik, namun tidak dapat dipisahkan dari parameter material lainnya.

Dengan hal yang samaD50=10 µmSiC 90% mengandung lebih sedikit fase sisa, yang dapat mengurangi hamburan fonon dan jumlah daerah konduktivitas termal yang rendah. Dalam komposit matriks logamAlSiC/CuSiCYang lebih penting lagi adalah kualitas antarmuka antara SiC dan matriks logam.

Untuk LED berdaya tinggi, penerangan otomotif, dan aplikasi termal penting lainnyaSiC 90%adalah pilihan yang masuk akal untuk pengujian kualifikasi.

Dalam hal ini, pilihan akhir harus didasarkan tidak hanya pada kemurnian yang dinyatakan, tetapi juga padaCOA, D50, distribusi partikel, kandungan SiO₂ dan pengotor lainnya, teknologi produksi dan hasil pengujian komposit jadi.

Jika Anda memerlukan D50 10 µm SiC dengan kemurnian terkontrol 88% atau 90%, harap minta spesifikasi teknis dan COA spesifik lot.

Perlu SiC dipasok sesuai spesifikasi?

Zhen An International Co., Limited memproduksi silikon karbida (SiC 80-99%, termasuk 20 mesh 88%/90%) dan rangkaian lengkap ferroalloy untuk industri besi dan baja. Setiap pengiriman dapat disertai dengan sertifikat analisis, laporan analisis saringan dan, berdasarkan permintaan, inspeksi pihak ketiga. Teknisi dapat membantu Anda menentukan kadar, distribusi ukuran partikel, dan praktik penambahan lelehan Anda.

E-mail:sales@zanewmetal.com ·Ada apa:+86 15518824805 ·

Kisaran silikon karbida · Formulir permintaan