解決方案
導熱矽脂是以有機矽酮為基體、添加高導熱無機填料(如氧化鋁、氧化鋅、氮化硼等)製成的膏狀熱界麵材料,具有絕緣性好、高低溫穩定、界麵潤濕性優良等特點,廣泛用於CPU、GPU、功率器件、LED模組與散熱器之間的界麵填充,可排除空氣、降低接觸熱阻、提升整機散熱效率。
導熱係數是表征導熱矽脂傳熱能力的核心指標,其數值直接決定界麵傳熱效率與器件工作溫度。傳統穩態熱流法測試周期長、對樣品厚度與裝夾壓力敏感,膏狀樣品易出現厚度不均、接觸不良等問題;而瞬態平麵熱源法測試速度快、樣品製備簡單、對膏體與軟質材料適配性強,能有效減小接觸熱阻與對流幹擾,是導熱矽脂導熱係數測定的優選方法。
一、實驗的操作步驟
1、瞬態平麵熱源法的工作原理
瞬態平麵熱源法以雙螺旋結構平麵探頭同時作為熱源與溫度傳感器,探頭被均勻夾置於兩份相同樣品之間;施加恒定短時加熱功率後,記錄探頭溫度-時間響應曲線,基於非穩態熱傳導模型求解得到材料導熱係數、熱擴散係數等熱物性參數。該方法無需達到熱穩態,測試時間短、溫升小,可很大程度抑製膏體對流與界麵滑移,適合導熱矽脂等軟質/膏狀材料測試。
2.測量儀器
DZDR-AS導熱係數測試儀、恒溫油浴和膏體夾具

3.測量樣品
通用型電子散熱導熱矽脂(基體:甲基矽油;填料:Al₂O₃/ZnO複合體係)
4.實驗步驟
在實驗之前,先將儀器進行校準。將導熱矽脂均勻塗抹於潔淨載片表麵,控製厚度,保證無氣泡、無劃痕、邊緣整齊;將平麵探頭置於兩片樣品中間,輕壓夾具使樣品與探頭緊密貼合,避免間隙與滑移,然後重複測量,剔除異常值後取平均值,記錄溫升曲線與計算結果。
5.測試圖譜和數據分析
不同溫度下導熱矽脂導熱係數測試結果,3次平行實驗重複性良好。


導熱矽脂導熱係數隨溫度升高呈緩慢線性下降,溫度升高導致有機矽基體分子鏈運動加劇、分子間距增大,基體導熱貢獻略有下降;同時填料-基體界麵熱阻小幅上升,共同使整體導熱係數降低。在25~125℃常用工作區間,導熱係數降幅約10.3%,仍保持較高導熱水平,滿足中高溫電子器件散熱需求。
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