3M Bornitrid-Füllstoffe

Alles andere als unterkühlte Wissenschaft: Wärmeleitfähige Materialien.

3M™ Bornitrid Cooling Fillers für wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Kunst- und Klebstoffe.

Optimieren Sie die Wärmeleitfähigkeit unter Beibehaltung der elektrischen Isolierung.

Dank ihrer verbesserten Wärmeleitfähigkeit unterstützen 3M™ Bornitrid Cooling Fillers eine neue Generation von elektrischen und elektronischen Komponenten. Die Füllstoffe ermöglichen leistungsfähigere, zuverlässigere und energieschonendere Produkte.

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- Die 3M™ Bornitrid Cooling Fillers sind hochentwickelte keramische Füllstoffe zur Herstellung von Polymeren mit optimierter Wärmeleitfähigkeit bei gleichbleibenden oder sogar verbesserten elektrischen Isolationseigenschaften. Steigende Anforderungen an Wärmeleitfähigkeit lassen diese speziell auf Kunststoffe zugeschnitten Füllstoffe so wertbringend sein. Sie können vielen Thermoplasten, Elastomeren, Duroplastharzen und Klebstoffen beigemischt werden. Sie unterstützen die Wärmeableitung in Bauteilen der Unterhaltungselektronik und verbessern die Effizienz des Wärmemanagements in hochleistungsfähigen Batterien, LEDs und vielen Anwendungen im Automobilbereich. 3M Bornitrid Cooling Filler ermöglichen durch die Integration von Wärmemanagement bei gleichzeitiger elektrischer Isolierung leichtere und flexiblere Komponentendesigns und sorgen damit für eine signifikante Kostenersparnis entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
  
  Mögliche Applikationen:
  
  Thermal Interface Materialien (TIM) und Kühlkörper für Unterhaltungs- und Haushaltselektronik sowie bei Hochleistungsbatterien z. B. in der Automobilindustrie
  
  Gehäuse bei elektronischen Bauteile in Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen
  
  LEDs für Straßen- und Innenbeleuchtung
  
  Wärmeleitfähige Klebstoffe und Schmiermittel
  
  Motoren, Generatoren und Transformatoren
  
  Kontaktieren Sie einen 3M Spezialisten Erfahren Sie mehr über den Einsatz im Automobilbau

Eigenschaften und Mehrwerte von 3M Boron Nitride Cooling Fillers

Hohe Wärmeleitfähigkeit
Hohe optische Reflektivität
Elektrische Isolierung
Geringe Dichte
Hervorragende Trockenschmierung
Sehr gute Verarbeitungseigenschaften: Compoundierung, Extrusion, Spritzguss

Optimieren der Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen mit 3M Boron Nitride Cooling Fillers

Vergleich der Wärmeleitfähigkeit von verschiedenen thermischen Füllstoffen
- Es gibt viele gute Gründe, warum Kunststoffe die bevorzugten Materialien moderner Designer sind. Dazu gehören ihre relativ geringen Kosten, ihre Eignung für die Großserienproduktion und die außergewöhnliche Designfreiheit, die sie ermöglichen.
  
  Die Verwendung vieler Kunststoffe ist jedoch begrenzt, da moderne elektronische Komponenten Polymere erfordern, die Wärme auf engem Raum effektiv ableiten. Herkömmliche Kunststoffe sind zwar nicht wärmeleitend, aber durch Zugabe von thermischen Füllstoffen lässt sich diese Lücke effizient füllen.
  
  Betrachtet man die Landschaft der potenziellen thermischen Füllstoffe, so ist Bornitrid der elektrisch isolierende Füllstoff mit der höchsten Wärmeleitfähigkeit.
  
  Es ist 8 bis 20 Mal wärmeleitfähiger als Aluminiumoxid-Füllstoffe (intrinsisch) und 2 bis 8 Mal wärmeleitfähiger, wenn es in Polymere gemischt wird.
Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit bestehender Compounds mit 3M Boron Nitride Cooling Filler Flakes
- Heutige Kunststoffcompounds enthalten oft eine Vielzahl von Additiven, um Faktoren wie mechanische Eigenschaften (z. B. Glas- oder Mineralfasern), Flammschutz (z. B. Aluminiumhydroxid), Gewicht (z. B. 3M™ Glass Bubbles) und Kosten (z. B. Aluminiumhydroxid oder Talkum) einzustellen. Die Wärmeleitfähigkeit dieser Compounds ist in der Regel gering und kann durch die Zugabe geringer Mengen (1-10 Gew.-%) von 3M Boron Nitride Cooling Filler Flakes in den bestehenden Compound drastisch erhöht werden.
Durch die Kombination von Partikeln mit unterschiedlichen Geometrien entsteht ein komplexes Netzwerk im Polymer. Dank ihrer einzigartigen Größe und Form können 3M Bornitrid Cooling Filler Flakes als sekundärer Füllstoff, Brücken zwischen anderen Füllstoffen bilden.

Dies begünstigt die Perkolation, weniger Grenzflächen zwischen dem Füllstoff und dem Polymer, eine deutlich erhöhte Wärmeleitfähigkeit des Compounds und eine verbesserte Wärmeableitung in z-Richtung.

Das Beispiel links (3M Laborforschung) zeigt, wie die Wärmeleitfähigkeit eines alumosilikathaltigen Epoxidharzes durch die Zugabe von 3M Boron Nitride Cooling Fillers CFF 500-3 als Sekundärfüllstoff erhöht werden kann.

In Kundenversuchen begann die Verstärkung in Epoxid-Vergussharzen bereits bei 1 Gew.-% Zusatz von 3M Boron Nitride Cooling Filler Flakes. Bei < 10 Gew.-% 3M Boron Nitride Cooling Filler Flakes 200-3 beispielsweise steigt die Wärmeleitfähigkeit von 1 auf 2 W/mK. Der Verstärkungseffekt wurde auch bei einer Reihe anderer Polymere beobachtet.
Wie die Änderung der Spritzgießparameter die Wärmeleitfähigkeit beeinflusst
- Aufgrund des anisotropen Verhaltens und des Aspektverhältnisses von 3M Boron Nitride Cooling Fillers hängt die through-plane Wärmeleitfähigkeit von spritzgegossenen Polymeren stark von den Einspritzparametern ab.
3M Boron Nitride Cooling Filler Flakes orientieren sich aufgrund der Reibung zum Werkzeug in der Regel parallel zur Einspritzrichtung.

Die Orientierung in der Mittelzone des Spritzgussteils kann jedoch durch die Spritzgießparameter beeinflusst werden.
Wie die Änderung der Compoundierparameter die Wärmeleitfähigkeit beeinflusst
- 3M Boron Nitride Cooling Filler Agglomerates und Flakes sind zu größeren Aggregaten verdichtete Plättchen.
  
  Die besten Ergebnisse in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit werden erzielt, wenn die Scherkräfte während des Compoundierprozesses begrenzt sind.
  
  Um eine niedrige Scherung und eine weiche Compoundierung zu erreichen, ist es wichtig, niedrige Drehzahlen zu verwenden.
  
  Wir raten auch davon ab, Knetblöcke für 3M Boron Nitride Cooling Filler Agglomerates und Flakes zu verwenden.
  
  Niedrigere Drehzahlen in Verbindung mit dem Verzicht auf Knetblöcke ermöglichen die höchsten Wärmeleitfähigkeiten.
Vergleich der Wärmeleitfähigkeit verschiedener 3M Boron Nitride Cooling Fillers
- Platelets
  
  3M Boron Nitride Cooling Filler Platelets sind Pulver aus hochkristallinen Einzelplättchen für Anwendungen im Bereich Wärmemanagement. Mit ihren ausgezeichneten Wärmespreizungseigenschaften sind 3M Boron Nitride Cooling Filler Platelets optimale Allzwecksorten für Spritzgussteile.
- Flakes
  
  3M Boron Nitride Cooling Filler Flakes sind harte Aggregate aus orientierten Plättchen mit ausgezeichneten Wärmeverteilungs- und Wärmeübertragungseigenschaften. Ideal als sekundärer Füllstoff für die zusätzliche Wärmeleitfähigkeit von Compounds.
- Agglomerate
  
  3M Boron Nitride Cooling Filler Agglomerates sind zufällig orientierte, aggregierte Platelets. Sie haben hervorragende Wärmeübertragungseigenschaften (durch die Ebene) und sind weich, um sich an die Flexibilität der Matrix anzupassen.
Kosteneinsparungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette durch den Einsatz von 3M Boron Nitride Cooling Fillers
- Jüngste Initiativen in der Elektro- und Elektronikindustrie haben gezeigt, dass Kunststoffe mit 3M Boron Nitride Cooling Fillers Kosten sparen, die Produktleistung verbessern und die Designmöglichkeiten erweitern können.
  
  Da das mit Bornitrid gefüllte Compound elektrisch isolierend ist, kann es direkt um Leiterplatten gespritzt werden und fungiert dabei sowohl als Kühlkörper als auch als Reflektor. Durch die Verringerung der Anzahl der Komponenten und die Möglichkeit der Herstellung in einem Schritt konnten die Gesamtsystemkosten im Vergleich zu früheren Lösungen mit Metallgehäusen um 30 % gesenkt werden. Gleichzeitig wird durch das hervorragende Wärmemanagement die Lebensdauer der LED verlängert.
  
  Das folgende Beispiel zeigt eine Lösung für eine neue LED-Taschenlampe, die TIMs, sekundäre Kühlkörper - und sogar den Reflektor - zusammenführt und gleichzeitig die Gesamtkonstruktion vereinfacht.
Konventionelle ungefüllte Polymere

Wärmeleitfähige Polymere