Dans notre bon sens, les matériaux isolants et les matériaux conducteurs thermiques semblent être deux choses complètement différentes.Par exemple, le coton est isolé et peut être transformé en blouses en coton;Le fer est conducteur thermique et peut être utilisé comme poêle à frire.Le contraire est impossible.Cependant, en réalité, nous voyons souvent un autre phénomène, à savoir que le même matériau peut être utilisé dans des scénarios apparemment opposés d'isolation et de conductivité thermique.Par exemple, la céramique d'alumine peut être transformée en briques isolantes et utilisée dans des fours à haute température;Il peut également être transformé en dissipateur de chaleur et utilisé dans des produits électroniques tels que les lumières LED.

En théorie, en tant que matériau isolant, une faible conductivité thermique est requise;En tant que matériau de dissipation thermique, une conductivité thermique élevée est requise.La conductivité thermique du même matériau peut-elle changer à tout moment?

Pour répondre à cette question, nous devons l'examiner sous deux angles.

Le premier aspect, comme la question posée ci-dessus, est que la conductivité thermique des matériaux peut varier.L'exemple le plus typique est que la conductivité thermique varie à différentes températures.En prenant l'alumine comme exemple, à mesure que la température augmente, la conductivité thermique diminuera continuellement.La conductivité thermique à 1200 °C est seulement environ la moitié de celle à 400 °C.Cependant, la conductivité thermique de l'oxyde d'aluminium n'est pas faible: à température ambiante, elle est de 20 à 30 W/m • K, mais elle a diminué de plus de la moitié, et il reste encore environ 10 W/m • K.qui est supérieure à la conductivité thermique de nombreux matériaux.

Nous devons donc nous pencher sur le deuxième et principal aspect: l'alumine peut à la fois isoler et conduire la chaleur en raison de changements structurels.Autrement dit, lorsque les céramiques d'alumine sont utilisées comme matériaux isolants et comme matériaux conducteurs thermiques respectivement, leur structure interne est différente.

Lorsque la céramique d'alumine est utilisée comme matériau d'isolation thermique, sa plus grande caractéristique structurelle est sa porosité et sa faible densité.Nous savons tous que la conductivité thermique de l'air est très faibleOn peut se demander, puisque la conductivité thermique de l'air est très faible, pourquoi ne pas utiliser l'isolation à l'air?Pourquoi s'occuper d' incorporer de l' air dans les matériaux d' alumine?C'est parce que bien que la conductivité thermique de l'air soit très faible, elle ne peut pas empêcher le rayonnement thermique, tout comme la conductivité thermique d'un vide est nulle.La chaleur du soleil est toujours transférée à la Terre à travers le vide.L'alumine poreuse bloque non seulement la conduction thermique, mais aussi le rayonnement thermique, de sorte qu'elle peut jouer un rôle efficace dans l'isolation et la conservation de la chaleur.il existe des rapports de recherche selon lesquels un type de céramique microporeuse d'alumine a une densité de seulement 00,6 g/cm3, une porosité de 85% et une conductivité thermique d'environ 0,3 W/m • K à 1200 °C.
Mais lorsque l'alumine est transformée en céramique thermiquement conductrice, les exigences sont complètement différentes.Une densité élevée entraîne moins de pores.La deuxième exigence est une pureté élevée, plus la pureté est élevée, plus la conductivité thermique est élevée.les céramiques à 99% d'alumine ont une conductivité thermique de ~ 26 W/m • K, tandis que lorsque la teneur en alumine tombe à 95%, la conductivité thermique n'est que de ~ 20 W/m • K.et la conductivité thermique du verre est relativement faibleBien sûr, dans les applications pratiques, le coût doit également être pris en considération.Bien que les céramiques d'alumine de haute pureté aient une conductivité thermique élevéePar conséquent, la sélection des céramiques à base d'alumine en fonction des exigences du produit ne doit pas être faite à l'aveuglette pour une pureté élevée.

Outre une pureté élevée et une structure dense, les céramiques d'oxyde d'aluminium utilisées comme dissipateurs de chaleur ont souvent des exigences spécifiques pour leur forme extérieure.pour la fabrication de dissipateurs de chaleur à LED, ils ont souvent une structure à nageoires pour augmenter la surface, faciliter la dissipation de chaleur dans l'air et ainsi obtenir de meilleurs effets de dissipation de chaleur.