Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento e aprimoramento das indústrias de eletrônica, novas energias, semicondutores e equipamentos de alta tecnologia,cerâmica de aluminaOs materiais isolantes e dissipadores de calor, como núcleo de um material, têm atraído grande atenção na indústria devido às suas propriedades térmicas. A condutividade térmica determina diretamente a eficiência da dissipação de calor e a confiabilidade a longo prazo dos componentes, servindo como um indicador-chave para a seleção de materiais, otimização de processos e controle de qualidade. Este artigo explica sistematicamente a faixa de condutividade térmica do material.cerâmica de alumina, seus fatores de influência e os métodos de teste padrão nacionais.
Ⅰ、Faixa típica de condutividade térmica de cerâmicas de alumina
A condutividade térmica decerâmica de aluminaestá fortemente relacionado à pureza, densidade, tamanho do grão e processo de sinterização. Os principais graus de pureza à temperatura ambiente (25 °C) são os seguintes:
Cerâmica com 92% de alumina: aproximadamente 18 W/(m·K)
Cerâmica de alumina 95%/96%: 24–28 W/(m·K)
99%cerâmica de alumina de alta pureza: 30–35 W/(m·K)
Cerâmica densa de ultra-alta pureza (≥99,9%): até 35 W/(m·K)
Esse valor é muito superior ao de substratos de epóxi comuns (aproximadamente 0,3 W/(m·K)), mantendo ao mesmo tempo um excelente isolamento elétrico, o que o torna o material ideal para dispositivos de alta potência, substratos cerâmicos, almofadas térmicas e componentes semicondutores.
II. Três métodos de teste autorizados para condutividade térmica (de acordo com as normas nacionais)
A indústria geralmente adota métodos de estado estacionário e transitório. Os procedimentos de teste são padronizados com dados rastreáveis, atendendo aos requisitos de inspeção de fábrica e certificação de terceiros.
1. Método de Flash Laser (Método Principal de Alta Precisão)
Normas de referência: GB/T 22588, GB/T 39862-2021
Amostras aplicáveis: Cerâmicas de alta condutividade térmica, lâminas finas, substratos
Características: Teste rápido sem contato, alta precisão, ampla faixa de temperatura
Princípio: A superfície frontal da amostra é aquecida por um pulso de laser, e a curva de elevação de temperatura na superfície posterior é detectada por infravermelho. A difusividade térmica é calculada, e a condutividade térmica é obtida em conjunto com a densidade e a capacidade térmica específica.
2. Método do Fio Quente
Referências padrão: GB/T 5990-2021
Amostras aplicáveis: Cerâmica maciça, cerâmica refratária
Características: Equipamento consolidado, testes rápidos, adequado para inspeção por amostragem em lote.
3. Método do medidor de fluxo de calor em regime permanente / Método da placa quente protegida
Referências padrão: GB/T 10295
Exemplos de aplicação: Materiais com condutividade térmica média e baixa, placas espessas, peças estruturais isolantes.
Características: Dados estáveis, boa repetibilidade, método de referência tradicional
III. Orientação para o valor e aplicação industrial
O controle preciso da condutividade térmica pode melhorar significativamente:
Eficiência de dissipação de calor de módulos de potência, estações base 5G e LEDs.
Estabilidade térmica de baterias de novas energias e sistemas de acionamento elétrico
Confiabilidade e vida útil de cavidades semicondutoras e substratos cerâmicos
Ao aprimorar a pureza, a sinterização por densificação e a otimização dos grãos, as empresas podem controlar de forma estável a condutividade térmica dentro da faixa desejada, apoiando a modernização da fabricação de alta tecnologia.
