Effect of Filler Size on the Thermal Diffusivity of Nylon 66/SiC Composites

The effect of filler sizes on the thermal diffusivity of Nylon 66/SiC composites was investigated. By loading 60 vol% of SiC fillers on Nylon 66, the thermal diffusivity of the composites increased more than 10 times than that of unfilled Nylon 66 and the thermal diffusivity of composites with filler sizes of $24{\mu}m$ and $76{\mu}m$ increased to $2.2{\times}10^{-2}cm^2/sec$ and $1.75{\times}10^{-2}cm^2/sec$, respectively. It is speculated that the smaller filler size ($24{\mu}m$) of SiC is more favorable for the formation of thermal conductive path that the larger size ($76{\mu}m$) of filler composites. The thermal diffusivity of Nylon 46/SiC 400 (60 vol%) composites was $1.61{\times}10^{-2}cm^2/sec$ that was lower than that of Nylon 66/SiC (60 vol%) composites.

필러 크기가 Nylon 66/SiC 복합재료의 열확산도에 미치는 영향

크기가 다른 2가지 SiC 필러를 Nylon 66에 충전하여 용융혼련 시켜 복합재료를 제조하고 필러 크기가 열확산도에 미치는 영향을 고찰하였다. 필러를 충전하지 않은 경우에 비하여 60 vol%의 SiC 필러를 함유한 경우에 복합재료의 열확산도가 10배 이상 증가함을 확인하였고, SiC 필러의 평균크기가 $24{\mu}m$인 고분자복합재료의 열확산도가 $2.2{\times}10^{-2}cm^2/sec$였으나 필러크기가 76{\mu}m$인 경우에는 $1.75{\times}10^{-2}cm^2/sec$로 20% 감소하였다. 필러의 크기가 $24{\mu}m$인 경우에 열전도성 필러와 Nylon 66 매트릭스의 계면 접촉과 필러와 필러 사이의 접촉을 용이하게 하여 포논이 효과적으로 전달되는 것으로 보인다. Nylon 66보다 상대적으로 강직한 구조와 높은 가공온도를 가지는 Nylon 46를 매트릭스로 사용한 Nylon 46/SiC 400 (60 vol%) 복합재료의 열확산도는 $1.61{\times}10^{-2}cm^2/sec$였다.