Füllstoffe für thermische Leitfähigkeit sind gefragt Dabei nehmen die wärmeleitenden Kunststoffe eine immer größere und wichtigere Rolle ein. Die Zahl der E&E Anwendungen hinsichtlich Automatisierung, Vernetzung und sonstiger sicherheitsrelevanter Komponenten nimmt im Automobil stetig zu. Der Trend im Bereich der elektrischen und elektronischen Anwendungen geht hin zu einer deutlichen Zunahme der Miniaturisierung und zu einer steigenden Leistungserhöhung. Die Anordnung der Bauelemente bei elektrischen Schaltungen wird weiter verdichtet. Diese Entwicklungstrends führen zwangsläufig zu einer stärkeren Wärmeerzeugung in den Bauteilen. Wärmeleitfähigkeit | KERN. Um die Leistung der Bauelemente zu erhalten oder sogar zu optimieren, gewinnt ein effizientes Wärmemanagement immer mehr an Bedeutung. Aber auch der Bereich der alternativen Antriebe mit Batterietechnologie zeigt, dass die aktuell noch teils kostenintensiven und komplexen Kühlungssysteme durch wärmeableitende Kunststoffe verbessert werden können. Gleichzeitig kann das Ziel Leichtbau durch eine kluge Auswahl und Kombination von Kunst- und Füllstoffen eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Alternative gegenüber Metalllösungen bieten.
Einige Nachteile, die unweigerlich mit den Eigenschaften von Metallen verknüpft sind, sind unter anderem ihr hoher Preis, ihr hohes Gewicht und die elektrische Leitfähigkeit, auf der die intrinsisch hohe Wärmeleitfähigkeit basiert. Allgemein verbreitet im Bereich der passiven und aktiven Kühlung in der Elektronik sind Aluminiumkühlkörper und metallische Gehäuse. Wärmeleitfähigkeit kunststoffe tabelle 2. Je komplexer jedoch die geforderte Geometrie, desto schwieriger wird es, diese zur Verfügung zu stellen. Eine einfache Serienfertigung komplexer Bauteile, wie sie aus der Kunststoffverarbeitung bekannt ist, scheidet für diese Werkstoffe aus. Metallische Füllstoffe erzielen zwar eine hohe thermische Leitfähigkeit, gleichzeitig wird der Kunststoff aber elektrisch leitend. Dies ist bei vielen E&E Anwendungen nicht zielführend. Wie zum Beispiel bei diversen Kühlkörpern, die mit Hilfe einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien wie Plättchen, Pads, Vergussmassen, Gele aber auch durch Klebstoffe befestigt und an die Leiterplatte gebunden werden.
Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt, wie viel thermische Energie mittels Wärmeleitung in Form von Wärme in einem Kunststoff transportiert wird. Für die Wärmeleitzahl $ \ {\lambda} \ $ gilt folgende Beziehung: Gleichung. Wärmeleitzahl \[\lambda=\frac{dQ}{dt} \cdot \frac l {A \cdot \Delta T}={\dot Q} \cdot \frac l {A \cdot \Delta T}\] \( \lambda \) \( = \) Wärmeleitfähigkeit \( dQ \) \( = \) übertragene Wärme \( dt \) \( = \) Zeitintervall \( \dot Q \) \( = \) Wärmestrom auf Zeitintervall bezogen \( l \) \( = \) Probenkörperdicke \( A \) \( = \) Messfläche \( \Delta T \) \( = \) Temperaturdifferenz Die Wärmeleitfähigkeit der 150 wichtigsten Thermoplaste und Duroplaste finden Sie in unserer Datenblattsammlung.
Die Einheit [J/(mol K)] kann durch Division durch die molare Masse [g/mol] in die technische Einheit [kJ/(kg K)] umgerechnet werden. Somit ergeben sich folgende Werte für die obenstehende Funktion.
Literaturhinweise [1] Landau, L. D., Lifschitz, E. M. : Hydrodynamik – Lehrbuch der theoretischen Physik. Akademie-Verlag, Berlin (1991) [2]: Wärmeleitfähigkeit/Temperaturleitfähigkeit (Zugriff: 24. 04. 2020) [3] Marek, R., Nitsche, K. : Praxis der Wärmeübertragung. Thermische Eigenschaften *** | KERN. Grundlagen – Anwendungen – Übungsaufgaben. 2., aktualisierte und erweiterte Auflage, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München (2010) (ISBN 978-3-446-42510-1; siehe AMK-Büchersammlung unter I 43) [4] Paus, H. : Physik in Experimenten und Beispielen. Carl Hanser Verlag, München Wien (1995), S. 580 f. (ISBN 3-446-17371-4; siehe AMK-Büchersammlung unter I 4) [5] Domininghaus, H., Elsner, P., Eyerer, P., Hirth, T. : Kunststoffe. Eigenschaften und Anwendungen. 8. Auflage, Springer-Verlag, Heidelberg (2012), S. 304 (ISBN 978-3-642-16172-8; siehe AMK-Büchersammlung unter G 41)