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一文看懂導(dǎo)熱硅脂的性能參數(shù)

作者:佳日豐泰 2020/08/27 15:06:05 瀏覽量:1668

  作為一種化學(xué)物質(zhì),導(dǎo)熱硅脂有著一些反映自身特性的相關(guān)性能參數(shù)。了解這些參數(shù)的含義,大致上可以判斷一款導(dǎo)熱硅脂產(chǎn)品的性能高低。

  1、導(dǎo)熱系數(shù)(Thermal Conductivity)

  導(dǎo)熱系數(shù)的單位為W/m·K(或W/m·℃),表示截面積為1平方米的柱體沿軸向1米距離的溫差為1開爾文(K=℃+273.15)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。

  各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)相差很大,其根本原因在于不同的物質(zhì)其導(dǎo)熱機理存在著差異。一般而言,金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大,非金屬和液體次之,氣體的導(dǎo)熱系數(shù)最小。導(dǎo)熱系數(shù)小于等于0.055W/m·K的材料稱為高效絕熱材料,大于等于500W/m·K的料稱為高效導(dǎo)熱材料。

  比如銀的導(dǎo)熱系數(shù)為420,銅為383,鋁為204,水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.58左右,而空氣的只有0.023左右,目前主流導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)均大于1W/m·K,優(yōu)秀的可達到6W/m·K以上,是空氣的200倍以上。但是和銅鋁這些金屬材料相比,導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)只有它們的1/100左右,換而言之,在整個散熱系統(tǒng)中,硅脂層其實是散熱瓶頸之所在。

  目前所知的導(dǎo)熱系數(shù)最高的物質(zhì)為金剛石,可達到1000-2000W/m·K。

 導(dǎo)熱硅脂

  2、傳熱系數(shù)(Heat Transfer Coefficient)

  傳熱系數(shù)指在穩(wěn)定傳熱條件下,圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)流體溫差為1℃(或1K),1小時內(nèi)通過1平方米面積傳遞的熱量,單位是W/㎡·K(或W/㎡·℃)。

  注意傳熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)是兩個不同概念,在導(dǎo)熱硅脂中,應(yīng)該更多的是導(dǎo)熱系數(shù),也是標準的,只是在Arctic Silver的兩款產(chǎn)品中,使用了傳熱系數(shù)這個指標。

  3、熱阻系數(shù)(thermal resistance)

  熱阻系數(shù)表示物體對熱量傳導(dǎo)的阻礙效果,單位℃/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,優(yōu)秀的可達到0.005℃/W。

  4、粘度(viscosity)

  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泊(poise)或帕·秒。

  對于導(dǎo)熱硅脂來說,粘度在2500泊左右,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。

  但是很少有導(dǎo)熱硅脂會提供這個性能參數(shù)。

  5、工作溫度范圍 (Working temperature range)

  由于硅脂本身的特性,其工作溫度范圍是很廣的。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。

  導(dǎo)熱硅脂的工作溫度一般在-50℃~180℃。對于導(dǎo)熱硅脂的工作溫度,我們不用擔(dān)心,畢竟通過常規(guī)手段很難將CPU/GPU的溫度超出這個范圍。

導(dǎo)熱硅脂

  6、介電常數(shù) (Permittivity)

  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)代表了電介質(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。

  極少有導(dǎo)熱硅脂產(chǎn)品提供介電常數(shù)這個參數(shù)值。

  7、油離度 (Oil dispersion)

  油離度是指產(chǎn)品在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。將硅脂涂敷在白紙上觀察,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。

  幾乎沒有導(dǎo)熱硅脂產(chǎn)品提供油離度這個參數(shù)值。

發(fā)布時間:2020/08/27 15:06:05 返回列表