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導(dǎo)熱硅脂也被稱作散熱膏、導(dǎo)熱膏,是以有機硅酮為主要原料,添加耐熱、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的材料,制成的導(dǎo)熱型有機硅脂狀復(fù)合物。導(dǎo)熱硅脂是用來填充CPU與散熱片之間的空隙的材料的一種,這種材料又稱之為熱界面材料。其作用是用來向散熱片傳導(dǎo)CPU散發(fā)出來的熱量,使CPU溫度保持在一個可以穩(wěn)定工作的水平,防止CPU因為散熱不良而損毀,并延長使用壽命。常用于功率放大器、晶體管、電子管、CPU等電子元器件的導(dǎo)熱及散熱,從而保證電子儀器、儀表等的電氣性能的穩(wěn)定。
在熱管理應(yīng)用中,即使是表面非常光潔的兩個平面在相互接觸時都會有空隙出現(xiàn),空隙中的空氣是熱的不良導(dǎo)體,會阻礙熱量向散熱片的傳導(dǎo)。而導(dǎo)熱硅脂就是一種可以填充這些空隙,使熱量傳導(dǎo)更加順暢迅速的材料。
導(dǎo)熱硅脂的熱傳導(dǎo)系數(shù)與散熱器的基本一致,它的單位為W/mK,即截面積為1平方米的柱體沿軸向1米距離的溫差為1開爾文(1K=1℃)時的熱傳導(dǎo)功率。數(shù)值越大,表明該材料的熱傳遞速度越快,導(dǎo)熱性能越好。
熱阻系數(shù)表示物體對熱量傳導(dǎo)的阻礙效果。熱阻的概念與電阻非常類似,單位也與之相仿(℃/W),即物體持續(xù)傳熱功率為1W時,導(dǎo)熱路徑兩端的溫差。熱阻顯然是越低越好,因為相同的環(huán)境溫度與導(dǎo)熱功率下,熱阻越低,發(fā)熱物體的溫度就越低。熱阻的大小與導(dǎo)熱硅脂所采用的材料有很大的關(guān)系。目前主流導(dǎo)熱硅脂的熱阻系數(shù)均小于0.1℃/w,有些可達到0.005℃/W。
由于硅脂本身的特性,其工作溫度范圍一般在-40℃~125℃。工作溫度是確保導(dǎo)熱硅脂處于固態(tài)或液態(tài)的一個重要參數(shù),溫度過高,導(dǎo)熱硅脂流體體積膨脹,分子間距離拉遠,相互作用減弱,粘度下降,溫度降低,流體體積縮小,分子間距離縮短,相互作用加強,粘度上升,這兩種情況都不利于散熱。
粘度是流體粘滯性的一種量度,指流體內(nèi)部抵抗流動的阻力,用對流體的剪切應(yīng)力與剪切速率之比表示,粘度的測定方法,表示方法很多,如動力粘度的單位為帕·秒/毫帕·秒。對于導(dǎo)熱硅脂來說,粘度在40000~250000毫帕·秒,具有很好的平鋪性,可以容易地在一定壓力下平鋪到芯片表面四周,而且保證一定的粘滯性﹐不至于在擠壓后多余的硅脂會流動。
介電常數(shù)用于衡量絕緣體儲存電能的性能,指兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質(zhì)時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時的電容量之比。介電常數(shù)表示電介質(zhì)的極化程度,也就是對電荷的束縛能力,介電常數(shù)越大,對電荷的束縛能力越強。
普通導(dǎo)熱硅脂所采用的都是絕緣性較好的材料,但是部分特殊硅脂(如含銀硅脂等)則可能有一定的導(dǎo)電性??諝獾慕殡姵?shù)約為1,常見導(dǎo)熱硅脂的介電常數(shù)約為5。
油離度是指導(dǎo)熱硅脂散熱膏在200℃下保持24小時后硅油析出量,是評價產(chǎn)品耐熱性和穩(wěn)定性的指標。將硅脂散熱膏涂抹在白紙上觀察,會看到滲油現(xiàn)象﹐油離度高的,分油現(xiàn)象明顯﹔或打開長期放置裝有硅脂的容器,油離度大的硅脂,在硅脂表面或容器四周看見明顯的分油現(xiàn)象。
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