Toray entwickelt metalläquivalente wärmeableitende CFRP für flexibles Thermomanagement

Toray Industries Inc. (Tokio, Japan) hat eine Hochwärmeleitfähigkeitstechnologie entwickelt, die die wärmeableitenden Eigenschaften von carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) auf das Niveau von Metallen hebt. Toray weist darauf hin, dass die Anwendung dieser Technologie auf CFK Wärme effektiv über thermische Leitpfade im Material ableitet und beispielsweise Batteriedegradation in Mobilitätsanwendungen unterdrücken sowie die Leistung in elektronischen Geräten steigern kann.

Bemühungen, die Wärmeableitung von CFK durch externe oder interne Graphitschichten zu verbessern, führten zu hervorragender Wärmeleitfähigkeit, -ableitung und -diffusion. Diese Schichten waren jedoch leicht bruch-, streu- und beschädigungsanfällig, was die Leistung des CFK-Materials beeinträchtigte.

Über Jahre hinweg nutzte Toray proprietäre Technologie zur Entwicklung und Anwendung hochsteifer poröser CFK-bildender dreidimensionaler Netzwerke mit Kurzcarbonfasern. Diesmal schuf Toray eine wärmeleitende Schicht unter Verwendung eines porösen CFK-Trägers, der die Graphitschichten schützt. Das Laminieren von CFK-Preg auf diese thermisch leitende Schicht ermöglichte laut Toray eine Wärmeleitfähigkeit über der von Metallen, ohne die mechanischen Eigenschaften und Qualität des Materials zu beeinträchtigen.

Zudem machte Toray es möglich, Dicke und Laminierpositionen der Graphitschichten, die thermische Leitpfade bilden, zu bestimmen. Dies erlaubt ein flexibles Thermomanagement-Design, das die Pfade zur Wärmeabgabe oder -nutzung für CFK-Kühlwirkung und Wärmediffusionspfade steuert.