Pó de carboneto de silício para condutividade térmica e dissipação de calor.
O pó de carboneto de silício (SiC) é um pó de alta qualidade normalmente utilizado em cargas termicamente condutoras e materiais de dissipação de calor. As suas principais características de desempenho concentram-se na elevada condutividade térmica, baixa expansão térmica, elevada estabilidade, elevado isolamento e facilidade de enchimento, especificamente como se segue:
1. Elevada condutividade térmica, muito superior à da alumina.
– A condutividade térmica teórica pode atingir 200–490 W/(m·K) (existem pequenas diferenças entre as diferentes formas cristalinas; a condutividade térmica do carboneto de silício na fase alfa é maior do que na fase beta).
Em aplicações práticas como material de enchimento, a sua condutividade térmica é significativamente superior à da alumina (Al₂O₃). A melhoria da condutividade térmica dos materiais compósitos é mais significativa com o mesmo teor de enchimento.
2.º Baixo coeficiente de dilatação térmica, boa compatibilidade com semicondutores/cerâmicas.
– O coeficiente de dilatação linear é aproximadamente 3,5–4,5 × 10⁻⁶ /℃.
É semelhante aos chips de silício, substratos cerâmicos e encapsulamentos de carboneto de silício e alumínio (AlSiC). Apresenta baixa tensão térmica, forte resistência ao choque térmico e não é propenso a fissuras devido a ciclos térmicos.
3.º Estabilidade química extremamente elevada e resistência a altas temperaturas.
– Mantém a estabilidade estrutural a temperaturas de 800°C ou mesmo superiores, sem decomposição ou deterioração.
Resistente a ácidos, álcalis e oxidação; não sofre reações interfaciais prejudiciais com resinas ou metais a altas temperaturas. Consequentemente, é adequado para a dissipação de calor a altas temperaturas e ambientes de dispositivos de alta potência.
4.Um bom isolamento elétrico, sem afetar a segurança elétrica.
– O pó de SiC de elevada pureza apresenta uma elevada resistividade volumétrica, sendo classificado como um material de enchimento semi-isolante/isolante.
– Melhora a condutividade térmica sem reduzir o desempenho do isolamento. Assim, o pó de SiC é adequado para utilização em adesivos isolantes termicamente condutores, almofadas termicamente condutoras e compostos de encapsulamento.
5.De elevada dureza e resistência ao desgaste, adequado para condições de funcionamento a longo prazo.
– A dureza na escala de Mohs é de aproximadamente 9,5, próxima da do diamante.
– O material é resistente ao desgaste e à erosão, sendo adequado para estruturas e revestimentos de dissipação de calor de alta potência e alta fiabilidade.
Em resumo, as principais vantagens do pó de SiC na área da dissipação de calor incluem a elevada condutividade térmica, baixa expansão térmica, elevada resistência à temperatura, isolamento, estabilidade e elevada capacidade de enchimento. Trata-se de um material de enchimento termicamente condutor de alto desempenho que pode substituir ou ser combinado com alumina em aplicações como fontes de alimentação de alta potência, controlo eletrónico de veículos de nova energia, IGBTs, módulos óticos e embalagens eletrónicas de alta tecnologia.
