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你以為導熱系數(shù)越高,熱阻就越低了? 二維碼
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發(fā)表時間:2019-06-14 14:09來源:金戈新材料 當我們向客戶介紹產(chǎn)品時,經(jīng)常被問到兩個問題:1、你家材料導熱系數(shù)最高做到多少?2、多少錢一公斤? 決定給熱愛學習的你們普及一下 導熱系數(shù)儼然成為下游客戶追求的目標,畢竟它對熱阻有著直接的聯(lián)系。以下圖熱界面材料的一維導熱關(guān)系圖最為直觀。 其中d代表樣品厚度,k代表導熱系數(shù),s代表接觸面積。從上面關(guān)系圖看出,增大K值,熱阻R值減小,誰不想把熱阻做到最小呢? 可是類似于經(jīng)濟學術(shù)語“邊際效用遞減”,導熱系數(shù)k越大,如果進一步增加k值,R值變化將逐漸減小,因為R和k在數(shù)學形式上呈雙曲線型。以導熱硅脂為例,測試厚度為0.1mm時,經(jīng)常用到的單位面積熱阻與導熱系數(shù)的關(guān)系曲線如下圖。 假設(shè)單獨考察導熱系數(shù),如果將熱阻值降低一倍,導熱系數(shù)為1W/m*K的硅脂只需提升至2W/m*K,這樣比較容易實現(xiàn);導熱系數(shù)為2W/m*K的硅脂,則需提升至4W/m*K,難度逐漸增加;對于導熱系數(shù)為4W/m*K的硅脂,則需提升至8W/m*K,這就非常困難了。 另外,導熱系數(shù)并不是影響熱阻的唯一指標。還是以導熱硅脂為例,其主要作用是填充發(fā)熱器件與散熱件之間的縫隙,減小接觸熱阻。而現(xiàn)階段提高硅脂的導熱系數(shù),往往需要添加更多的導熱填料,這么做的代價是犧牲導熱硅脂的刮涂性,刮涂性不好進而就影響排擠接觸面空氣的效果,間接增大了傳熱熱阻。如果不想犧牲導熱硅脂的刮涂性,勢必要增大導熱填料的粒徑,而這又會影響前面算式中的厚度d,所以并不是導熱系數(shù)越高,熱阻越低。否則直接用銅粉替代硅脂就好了,導熱系數(shù)提升上百倍。 也正是基于上述原因,我司客戶在硅脂評測中,用導熱填料GD-S250A制備的硅脂的導熱系數(shù)雖僅有2.0W/m*K,但是應用在同款LED上,比市售的某款4.0W/m*K硅脂的傳熱效果更佳。如下圖
綜上,追求導熱系數(shù)的同時,一定要搭配合理的設(shè)計。 |
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