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    導熱介質有哪些

    時間:2022-04-20 08:35:13 點擊次數:212

      說到散熱系統,很多人想到的是風扇和散熱片。其實,他們忽視了一個并不起眼、但卻發揮著重要作用的媒介物--導熱介質。電腦CPU是典型的需要良好散熱的功率器件。

      可能有人會認為,CPU表面或散熱片底部都非常光滑,它們之間不需要導熱介質。這種觀點是錯誤的!由于機械加工不可能做出理想化的平整面,因此在CPU與散熱器之間存在很多溝壑或空隙,其中都是空氣。我們知道,空氣的熱阻值很高,因此必須用其他物質來降低熱阻,否則散熱器的性能會大打折扣,甚至無法發揮作用。于是導熱介質就應運而生了,它的作用就是填充處理器與散熱器之間大大小小的空隙,增大發熱源與散熱片的接觸面積。因此,熱傳導只是導熱介質的一個作用,增加CPU和散熱器的有效接觸面積才是它最重要的作用。

      一、導熱硅脂

      導熱硅脂是目前應用最廣泛的一種導熱介質,它是以硅油為原料,并添加增稠劑等填充劑,在經過加熱減壓、研磨等工藝之后形成的一種酯狀物,該物質有一定的黏稠度,沒有明顯的顆粒感。導熱硅脂的工作溫度一般在-50℃~180℃,它具有不錯的導熱性、耐高溫、耐老化和防水特性。

      在器件散熱過程中,經過加熱達到一定狀態之后,導熱硅脂便呈現出半流質狀態,充分填充CPU 和散熱片之間的空隙,使得兩者之間接合得更為緊密,進而加強熱量傳導。通常情況下,導熱硅脂不溶于水,不易被氧化,還具備一定的潤滑性和電絕緣性。

      二、導熱硅膠

      和導熱硅脂一樣,導熱硅膠也是由硅油添加一定的化學原料,并經過化學加工而成。但和導熱硅脂不同的是,在它所添加的化學原料里有某種黏性物質,因此成品的導熱硅膠具有一定的黏合力。

      導熱硅膠最大的特點是凝固后質地堅硬,其導熱性能略低于導熱硅脂。目前,市面上有兩種導熱硅膠:一種在凝固后為白色固體,另一種在凝固后為黑色帶有光澤的固體。一般廠商都習慣用第一種硅膠作為散熱片和發熱物體之間的黏合劑,它的優點是黏性非常強,可這又恰恰成了它的缺點。我們需要維修時,往往在費盡九牛二虎之力將黏合的器件和散熱器分離后,會發現兩者的接觸面上殘留大量的固體白色硅膠,這些硅膠相當難以清除干凈。

      相比之下,第二種硅膠優勢就比較明顯:一來它的散熱效率要高于第一種,二來它凝固后生成的黑色固體較脆,殘留物很容易清除。不管怎樣,導熱硅膠的導熱效能不強,而且容易把器件和散熱器“黏死”,因此除非特殊情況才推薦用戶采用。

      三、石墨墊片

      這種導熱介質較為少見,一般應用于一些發熱量較小的物體之上。它采用石墨復合材料,經過一定的化學處理,導熱效果極佳,適用于電子芯片、CPU等產品的散熱系統。在早期的Intel盒裝P4處理器中,附著在散熱器底部上的物質就是一種名為M751的石墨導熱墊片,這種導熱介質的優點是沒有黏性,不會在拆卸散熱器的時候將CPU從底座上“連根拔起”。

      四、軟性硅膠導熱墊

      軟性硅膠導熱絕緣墊具有良好的導熱能力和高等級的耐壓絕緣,導熱系數2.75W/mK,抗電壓擊穿值4000伏以上,是是取代導熱硅脂的替代產品,其材料本身具有一定的柔韌性,很好的貼合功率器件與散熱鋁片或機器外殼間的,從而達到最好的導熱及散熱目的,符合目前電子行業對導熱材料的要求,是替代導熱硅脂導熱膏加云母片的二元散熱系統的最佳產品。該類產品可任意裁切,利于滿足自動化生產和產品維護。

      硅膠導熱絕緣墊的工藝厚度從0.5mm~5mm不等,每0.5mm一加,即0.5mm 1mm 1.5mm 2mm~5mm,特殊要求可增至10mm,專門為利用縫隙傳遞熱量的設計方案生產,能夠填充縫隙,完成發熱部位與散熱部位的熱傳遞,同時還起到減震、絕緣、密封等作用,能夠滿足設備小型化、超薄化的設計要求,是極具工藝性和使用性的新材料。

      阻燃防火性能符合U.L 94V-0 要求,并符合歐盟SGS環保認證

      五、相變導熱材料

      相變材料主要用于要求熱阻小,熱傳導效率高的高性能器件,主要用于微處理器和要求熱阻低的功率器件,以確保良好散熱.相變導熱材料在45℃-58℃時發生相變并在壓力作用下流進并填充發熱體和散熱器之間的不規則間隙,擠走空氣,以形成良好導熱介面。

      上述幾種常見的導熱介質外,鋁箔導熱墊片、相變導熱墊片(外加保護膜)等也屬于導熱介質,但是這些產品在市面上很少見。


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