铁氧体薄片的导热性能处于中等水平,其热导率通常在 3-16 W/m·K 之间,具体数值受材料成分、制备工艺及微观结构影响显著。以下从性能特点、影响因素、应用场景三个维度展开分析:
一、导热性能特点
基础导热能力
铁氧体薄片的热导率远低于金属(如铜的385 W/m·K、铝的237 W/m·K),但高于普通塑料(约0.2 W/m·K)。例如:
普通铁氧体磁铁的热导率约为 3-5 W/m·K;
稀土掺杂的MnZn铁氧体热导率可达 12-16 W/m·K(通过优化晶粒结构实现)。
各向异性
铁氧体的导热性能可能因晶体取向不同而存在差异,但薄片形态通常弱化了这一影响,整体导热更趋均匀。
二、影响导热性能的关键因素
材料成分
稀土掺杂:如镧(La)、铈(Ce)等元素的加入可提升晶粒热导率。例如,MnZn铁氧体中晶粒热导率每增加4 W/m·K,整体热导率提升 10.4%-33.6%。
外来离子:若晶粒内部引入杂质离子(如Fe??替代Fe??),会形成声子散射中 心,降低热导率。
微观结构
晶粒尺寸:大晶粒结构可减少晶界数量,降低声子散射,提升热导率。例如,晶粒内部气孔较少的样品热导率更高。
致密度:高密度材料(如通过高温烧结制备)通常具有更好的导热性能。
制备工艺
烧结温度:高温烧结可促进晶粒生长,提高致密度,从而提升热导率。
薄膜厚度:薄片形态可能因表面效应或工艺缺陷导致热导率略低于块体材料,但差异通常较小。
三、典型应用场景
电子散热
手机CPU散热:铁氧体薄片可用于吸收和分散热量,辅助降低芯片温度。其优势在于同时具备电磁屏蔽功能,可减少信号干扰。
LED照明:在LED灯珠与散热器之间填充铁氧体薄片,可优化热传导路径,延长灯具寿命。
高频电路
电感器:铁氧体磁芯薄片电感利用其高磁导率和低损耗特性,在高频电路中实现高 效滤波和储能,同时通过合理设计散热结构避免过热。
NFC天线:在13.56MHz近场通信设备中,铁氧体薄片可抑 制金属对信号的干扰,同时通过导热设计防止天线模块过热。
汽车电子
发动机控制单元(ECU):铁氧体薄片用于电磁兼容(EMC)设计,同时通过导热性能辅助散热,确保ECU在高温环境下稳定运行。
四、选型建议:
若需同时满足散热和电磁屏蔽需求(如手机、汽车电子),优先选择稀土掺杂铁氧体薄片;
若对成本敏感且散热要求不高(如普通电感器),普通铁氧体薄片即可满足需求;
在*端散热场景(如高功率LED),可考虑铁氧体薄片与铜/铝散热片组合使用。

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