Производство теплоотводящих материалов для электроники и промышленности

Исследователи НИТУ «МИСиС» разработали технологию, позволившую в 10 раз снизить стоимость производства теплоотводящих материалов для промышленности и электроники. Это приведет к уменьшению стоимости готовых изделий. В качестве компонентов применяются смесь каучука и карбида кремния.

Отвод тепла от нагревающихся при работе станков и оборудования — постоянная необходимость. Перегрев неизбежно ведет к сокращению срока службы дорогостоящей техники или выходу ее из строя. Чаще всего в качестве теплоотводящих материалов используется графит, который хорошо выдерживает высокие температуры и не деформируется. Это дорогой в производстве материал, для его получения требуются особые условия производства и высококачественное сырье.

Исследователи Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» разработали недорогую технологию производства теплоотводов, применив вместо графита полимерные материалы — каучуки с добавлением карбида кремния. В зависимости от желаемой термостойкости, прочности и пластичности материала выбираются пропорции, например, для создания очень прочного изделия берут карбида кремния в 4,5 раза больше, чем каучука.

Технология производства проста: каучуковая масса и порошкообразный карбид кремния помещаются между двумя барабанами, вращающимися навстречу друг другу с разными скоростями. Барабаны тщательно перемешивают материалы и вытягивают полотно с равномерной массой. Затем масса помещается в особую пресс-форму, где она уплотняется под давлением. Спрессованную заготовку спекают при температуре 360 °C.

Андрей Степашкин, научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» пояснил: «У такого производства очень низкий уровень отходов — на этапе смешивания каучука и карбидокремниевых включений масса однородна, как пластилин или глина. Ее остатки можно использовать повторно. Каучук и карбид кремния — недорогие, в отличие от графита, материалы. Получившийся после спекания материал выдерживает нагревание до 300°C, хорошо отводит тепло, при этом почти не проводит ток. Поэтому его можно использовать в промышленности и в электронике».

Ученые отметили, что главное их достижение даже не в создании технологии получения нового материала, а в исследовании механических свойств при различных соотношениях его состава (пластичность, прочность, температурный режим, трещиностойкость, и т.д.). Если карбид кремния заменить на углеволокно или нитрид бора, то такие композиты найдут применение в других областях техники, например, в качестве проводящих компонентов электроники.

Источник: НИТУ «МИСиС»