가열식 실험실 프레스는 폴리우레탄/질화알루미늄(PU/AlN) 방열판 제작에서 중요한 밀집화 엔진 역할을 합니다. 특정 열 조건(일반적으로 120°C)과 기계적 압력(약 5MPa)을 가하여 전구체 나노섬유를 압축하여 방향성 정렬과 구조적 무결성을 유도합니다.
핵심 요점 프레스는 단순히 재료의 모양을 만드는 것이 아니라 열 특성을 설계하는 것입니다. 단열성 공극을 제거하고 섬유 간 겹침을 유도함으로써 효율적인 열 전달에 필요한 연속적인 내부 경로를 구축합니다.
복합 구조 최적화
기계적 압축
프레스의 주요 기능은 복합 재료를 물리적으로 압축하는 것입니다.
이 기계적 힘은 전구체 재료의 부피를 줄여 느슨하게 배열된 나노섬유를 단단하고 응집력 있는 단위로 변환합니다.
방향성 정렬 유도
단순한 평탄화 이상의 압력 적용은 나노섬유의 방향성 정렬을 유도합니다.
이 정렬은 최종 부품을 통해 열이 흐르는 방향을 정의하는 데 필수적입니다.
열 경로 생성
열과 압력의 조합은 섬유 간 상호 연결을 촉진합니다.
프레스는 섬유가 겹치고 접촉하도록 하여 재료 두께를 통해 열을 전달하는 데 필요한 연속적인 열 전도 경로를 설정합니다.
열 장벽 제거
공극 및 기포 제거
공기는 열 절연체이며 방열판 성능에 해롭습니다.
가열식 프레스는 초기 배치 중에 섬유 사이에 갇힌 기포를 효과적으로 제거하고 공극을 제거합니다.
계면 결합 강화
열은 폴리우레탄이 흐르고 질화알루미늄 섬유와 더 효과적으로 융합될 수 있는 상태에 도달하도록 합니다.
이는 계면 접촉 임피던스를 최적화하여 열이 폴리머 매트릭스에서 전도성 섬유로 전달될 때 저항에 직면하지 않도록 합니다.
절충점 이해
가열식 프레스는 성능에 필수적이지만, 제작 결함을 피하기 위해서는 정밀한 제어가 필요합니다.
불충분한 압력 또는 열
압력이나 온도가 너무 낮으면 재료에 내부 기공이 남게 됩니다.
이러한 잔류 공극은 열 장벽 역할을 하여 "두께 방향" 열전도율을 크게 감소시키고 방열판의 구조적 무결성을 약화시킵니다.
밀도 요인
프레스가 달성하는 밀도와 최종 성능 사이에는 직접적인 상관 관계가 있습니다.
높은 밀도를 달성하지 못하면 층간 접착력이 떨어지고 열 경로가 불연속적이 되어 방열판이 고열 응용 분야에 비효율적이 됩니다.
목표에 맞는 올바른 선택
가열식 실험실 프레스는 특정 열 관리 요구 사항에 따라 재료 특성을 조정할 수 있도록 합니다.
- 주요 초점이 최대 열전도율인 경우: 섬유 정렬을 최대화하고 모든 미세 공극을 제거하기 위해 더 높은 압력과 정밀한 온도(예: 120°C)를 우선시하십시오.
- 주요 초점이 기계적 구조적 무결성인 경우: 온도가 PU 매트릭스와 AlN 섬유 간의 최적 계면 결합을 위한 충분한 흐름을 생성하여 박리를 방지하도록 하십시오.
가열식 프레스 매개변수를 마스터하는 것은 원료 PU/AlN 전구체를 고성능 열 관리 솔루션으로 전환하는 데 가장 중요한 단계입니다.
요약 표:
| 공정 매개변수 | 제작에서의 역할 | 성능에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 기계적 압력 (5 MPa) | 압축 및 섬유 정렬 | 밀도 증가 및 방향성 열 흐름 생성 |
| 열 (120°C) | 매트릭스 융합 및 계면 결합 | 접촉 임피던스 감소 및 박리 방지 |
| 공극 제거 | 갇힌 공기/절연체 제거 | 두께 방향 열전도율 최대화 |
| 섬유 겹침 | 내부 경로 설정 | 효율적인 열 전달을 위한 연속적인 통로 생성 |
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참고문헌
- Md. Shakhawat Hossain, Koji Nakane. Enhancing heat dissipation in polyurethane sheets through the incorporation of freeze‐dried aluminum nitride nanofiber. DOI: 10.1111/ijac.14725
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