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樓主  發表于: 63天前
隨著電子設備功率密度的增加,系統的熱管理變得越來越重要。導熱界面材料(TIMs)在降低接觸熱阻、提高熱量傳遞效率方面發揮著關鍵作用。本文分析了導熱界面材料的工作原理及其對接觸熱阻的影響,并通過實驗數據驗證了其有效性。

一、引言
在電子設備中,接觸熱阻(TCR)是影響散熱性能的重要因素。接觸熱阻的存在會導致熱量傳遞路徑受阻,使得熱量無法有效從發熱元件傳遞到散熱部件,進而造成局部過熱和系統性能下降。為了改善這一現象,導熱界面材料(TIMs)被廣泛應用于電子設備中,以降低接觸熱阻,提高熱量傳遞效率。

【圖片1】
二、接觸熱阻的成因
接觸熱阻主要由以下幾個因素導致:
1.微觀不平整性:固體表面存在微觀粗糙度,使得實際接觸面積小于名義接觸面積,導致熱量傳遞路徑受限。
2.物理分離:即使在壓力作用下,兩個表面之間仍可能存在氣膜或液體層,形成額外的熱阻。
3.氧化層和雜質:接觸面可能存在的氧化物層、污染物質或焊接殘留物會降低熱導率。
4.接觸壓力:過大的接觸壓力可能導致材料變形,反而增加熱阻。

三、導熱界面材料的作用及工作原理
導熱界面材料主要通過填充接觸界面處的空隙,增加實際接觸面積,從而提高熱量傳遞效率,降低接觸熱阻。這些材料具有高導熱系數,能夠有效替代界面處的空氣,顯著降低熱阻。常見的導熱界面材料包括導熱硅脂、導熱硅膠片、石墨片、銅箔以及相變材料等。
【圖片2】
以導熱硅脂為例,其導熱系數遠高于空氣,通過涂抹在兩個接觸面之間,可以填充微小空隙,增加實際接觸面積,從而提高熱量傳遞效率。此外,導熱硅脂還具有一定的彈性和耐高低溫性能,能夠適應溫度變化引起的熱膨脹和收縮,保持穩定的接觸效果。
導熱硅脂:具有高導熱系數和一定的流動性,能夠填充微小空隙,提高熱量傳遞效率。
導熱硅膠片:柔軟且具有一定的彈性,能夠適應接觸面的不平整性,保持穩定的接觸效果。
石墨片:具有極高的導熱系數和較低的密度,適用于需要高效散熱且重量要求嚴格的場合。
銅箔:具有良好的導電和導熱性能,適用于需要同時考慮電磁屏蔽和散熱的場合。

四、實驗驗證與分析
為了驗證導熱界面材料對降低接觸熱阻的影響,本文進行了如下實驗:
1.實驗設置:選取兩個相同的發熱元件,分別涂抹導熱硅脂和未涂抹導熱硅脂,然后將其與散熱片緊密接觸。通過測量發熱元件的溫度變化,評估熱量傳遞效率。
2.實驗結果:實驗結果顯示,涂抹導熱硅脂的發熱元件溫度明顯低于未涂抹導熱硅脂的發熱元件。這表明導熱硅脂有效降低了接觸熱阻,提高了熱量傳遞效率。
3.數據分析:通過對比不同導熱材料下的接觸熱阻值,發現導熱硅脂的接觸熱阻最低,其次是導熱硅膠片和石墨片。這進一步驗證了界面導熱材料在降低接觸熱阻方面的有效性。
【圖片3】
【圖片4】
【圖片5】
【圖片6】
在實驗中,我們對比了市面上的幾種導熱硅脂及導熱硅膠片,通過樣品申請測試對比,最終選定了合肥傲琪電子的產品。
【圖片7】
【圖片8】
合肥傲琪電子的產品特點:
高導熱性能:合肥傲琪的導熱材料具有高導熱系數,能夠有效降低接觸熱阻,提高熱量傳遞效率。
穩定可靠:產品經過嚴格的質量控制,具有優異的耐高低溫性能和穩定性,能夠適應各種惡劣環境。
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【圖片9】

五、結論與展望
本文分析了導熱界面材料的工作原理及其對接觸熱阻的影響,并通過實驗數據驗證了其有效性。實驗結果表明,導熱界面材料能夠顯著降低接觸熱阻,提高熱量傳遞效率。未來,隨著電子設備的不斷小型化和功率密度的不斷提高,導熱界面材料將發揮更加重要的作用。我們也期待更多的創新和應用,共同推動電子設備散熱技術的發展。

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張先生:18656456291,微信同號

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1樓  發表于: 59天前
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往事如風
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2樓  發表于: 51天前
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