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一文看懂導熱矽脂的性能參數

作者:丝瓜视频幸福宝 2020/08/27 15:06:05 瀏覽量:73

  作為一種化學物質,導熱矽脂有著一些反映自身特性的相關性能參數。了解這些參數的含義,大致上可以判斷一款導熱矽脂產品的性能高低。

  1、導熱係數(Thermal Conductivity)

  導熱係數的單位為W/m·K(或W/m·℃),表示截麵積為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)時的熱傳導功率。數值越大,表明該材料的熱傳遞速度越快,導熱性能越好。

  各種物質的導熱係數相差很大,其根本原因在於不同的物質其導熱機理存在著差異。一般而言,金屬的導熱係數最大,非金屬和液體次之,氣體的導熱係數最小。導熱係數小於等於0.055W/m·K的材料稱為高效絕熱材料,大於等於500W/m·K的料稱為高效導熱材料。

  比如銀的導熱係數為420,銅為383,鋁為204,水的導熱係數為0.58左右,而空氣的隻有0.023左右,目前主流導熱矽脂的導熱係數均大於1W/m·K,優秀的可達到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,導熱矽脂的導熱係數隻有它們的1/100左右,換而言之,在整個散熱係統中,矽脂層其實是散熱瓶頸之所在。

  目前所知的導熱係數最高的物質為金剛石,可達到1000-2000W/m·K。

 導熱矽脂

  2、傳熱係數(Heat Transfer Coefficient)

  傳熱係數指在穩定傳熱條件下,圍護結構兩側流體溫差為1℃(或1K),1小時內通過1平方米麵積傳遞的熱量,單位是W/㎡·K(或W/㎡·℃)。

  注意傳熱係數和導熱係數是兩個不同概念,在導熱矽脂中,應該更多的是導熱係數,也是標準的,隻是在Arctic Silver的兩款產品中,使用了傳熱係數這個指標。

  3、熱阻係數(thermal resistance)

  熱阻係數表示物體對熱量傳導的阻礙效果,單位℃/W,即物體持續傳熱功率為1W時,導熱路徑兩端的溫差。熱阻顯然是越低越好,因為相同的環境溫度與導熱功率下,熱阻越低,發熱物體的溫度就越低。熱阻的大小與導熱矽脂所采用的材料有很大的關係。目前主流導熱矽脂的熱阻係數均小於0.1℃/W,優秀的可達到0.005℃/W。

  4、粘度(viscosity)

  粘度是流體粘滯性的一種量度,指流體內部抵抗流動的阻力,用對流體的剪切應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。

  對於導熱矽脂來說,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麵四周,而且保證一定的粘滯性,不至於在擠壓後多餘的矽脂會流動。

  但是很少有導熱矽脂會提供這個性能參數。

  5、工作溫度範圍 (Working temperature range)

  由於矽脂本身的特性,其工作溫度範圍是很廣的。工作溫度是確保導熱矽脂處於固態或液態的一個重要參數,溫度過高,導熱矽脂流體體積膨脹,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,這兩種情況都不利於散熱。

  導熱矽脂的工作溫度一般在-50℃~180℃。對於導熱矽脂的工作溫度,丝瓜视频性福宝不用擔心,畢竟通過常規手段很難將CPU/GPU的溫度超出這個範圍。

導熱矽脂

  6、介電常數 (Permittivity)

  介電常數用於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時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。介電常數代表了電介質的極化程度,也就是對電荷的束縛能力,介電常數越大,對電荷的束縛能力越強。

  普通導熱矽脂所采用的都是絕緣性較好的材料,但是部分特殊矽脂(如含銀矽脂等)則可能有一定的導電性。空氣的介電常數約為1,常見導熱矽脂的介電常數約為5。

  極少有導熱矽脂產品提供介電常數這個參數值。

  7、油離度 (Oil dispersion)

  油離度是指產品在200℃下保持24小時後矽油析出量,是評價產品耐熱性和穩定性的指標。將矽脂塗敷在白紙上觀察,會看到滲油現象,油離度高的,分油現象明顯;或打開長期放置裝有矽脂的容器,油離度大的矽脂,在矽脂表麵或容器四周看見明顯的分油現象。

  幾乎沒有導熱矽脂產品提供油離度這個參數值。

發布時間:2020/08/27 15:06:05 返回列表