Conductivité thermique des céramiques avancées
La conductivité thermique (k, en W/m-K) mesure la capacité d'un matériau à conduire la chaleur - une propriété essentielle pour l'électronique, l'aérospatiale, l'énergie et les applications industrielles. Dans cet article, nous verrons comment les céramiques avancées se comparent aux métaux et aux plastiques, pourquoi elles sont importantes et où elles sont utilisées.
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Données | Comparaison | Applications | FAQ | En rapport
L'importance de la conductivité thermique des céramiques
Les céramiques sont largement utilisées pour la gestion thermique car elles combinent de manière unique une conductivité thermique élevée et une excellente isolation électrique. Contrairement aux métaux qui conduisent à la fois la chaleur et l'électricité, les céramiques avancées comme le nitrure d'aluminium (AlN), l'oxyde de béryllium (BeO) et le carbure de silicium (SiC) peuvent transférer efficacement la chaleur tout en empêchant le passage du courant électrique. Elles sont donc idéales pour les composants électroniques, les dispositifs de puissance et les applications à haute température où l'isolation électrique et la dissipation fiable de la chaleur sont essentielles.
En outre, les céramiques offrent :
L'ensemble de ces propriétés permet aux céramiques de servir de diffuseurs de chaleur, de substrats et de puits de chaleur isolants efficaces dans des secteurs tels que l'électronique, l'aérospatiale, l'automobile et l'énergie.
Comment décider du sens d'application des matériaux ?
Données de conductivité thermique des principales céramiques de pointe
| Matériau céramique | k (W/m-K) | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Oxyde de béryllium (BeO) | 230-330 | Conductivité thermique très élevée, isolation électrique, toxique lorsqu'il est pulvérisé |
| Nitrure d'aluminium (AlN) | 170-210 | Conductivité thermique élevée, isolation électrique, faible perte diélectrique |
| Carbure de silicium (SiC) | 120-200 | Extrêmement dur, excellente résistance à la corrosion et à l'usure, conductivité thermique élevée |
| Nitrure de bore (h-BN) | ~60 | Lubrifiant, thermiquement stable, électriquement isolant |
| Alumine (Al₂O₃) | 25-35 | Dureté élevée, bonne résistance à l'usure, excellente isolation électrique |
| Nitrure de silicium (Si₃N₄) | 20-30 | Grande résistance à la rupture, résistance aux chocs thermiques, faible densité |
| Zircone (ZrO₂) | 2-3 | Haute ténacité, faible conductivité thermique, trempe par transformation de phase |
| Céramique de verre usinable (MGC) | ~2 | Facilement usinable, bonne rigidité diélectrique, faible conductivité thermique |
*Les données sont fournies à titre indicatif.
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Comparaison : Céramiques vs métaux et plastiques
Le diagramme à barres ci-dessous présente la conductivité thermique de divers matériaux d'ingénierie - des céramiques très dures aux plastiques industriels courants, classés par ordre décroissant.
*Les données sont fournies à titre indicatif.
