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你以為導熱系數越高,熱阻就越低了?

 二維碼 1898
發表時間:2019-06-14 14:09來源:金戈新材料

       當我們向客戶介紹產品時,經常被問到兩個問題:1、你家材料導熱系數最高做到多少?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系。以下圖熱界面材料的一維導熱關系圖最為直觀。

你以為3.png

  其中d代表樣品厚度,k代表導熱系數,s代表接觸面積。從上面關系圖看出,增大K值,熱阻R值減小,誰不想把熱阻做到最小呢?


  可是類似于經濟學術語“邊際效用遞減”,導熱系數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,經常用到的單位面積熱阻與導熱系數的關系曲線如下圖。

你以為2.png

     假設單獨考察導熱系數,如果將熱阻值降低一倍,導熱系數為1W/m*K的硅脂只需提升至2W/m*K,這樣比較容易實現;導熱系數為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熱器件與散熱件之間的縫隙,減小接觸熱阻。而現階段提高硅脂的導熱系數,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越高,熱阻越低。否則直接用銅粉替代硅脂就好了,導熱系數提升上百倍。


 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

你以為.png

  

  綜上,追求導熱系數的同時,一定要搭配合理的設計。

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