Analyse af termisk ledningsevne af silikoneolie og dens påvirkende faktorer
Grundlæggende egenskaber ved silikoneolie
Silikoneolie er en type organisk siliciumpolymer baseret på polydimethylsiloxan (PDMS), som har kemisk inertitet, bred temperaturområde stabilitet (-50 grad til 200 grad), lav viskositetstemperaturkoefficient og fremragende elektrisk isolering. Dens termiske ledningsevne er normalt lavere end metal eller vand, men kan forbedres markant gennem modifikation.
Termisk ledningsevneområde
Den termiske ledningsevne af silikoneolie er generelt mellem 0,1–0,2 W/(M · K), og den specifikke værdi påvirkes af følgende faktorer:
Molekylvægt og viskositet: Silikoneolie med lav viskositet (såsom 10 CST) har en termisk ledningsevne på ca. 0,1 W/(M · K), og høj viskositet (1000 CST) kan stige lidt til 0,15 W/(M · K).
Temperatur: Når temperaturen stiger, øges den termiske ledningsevne lidt (for eksempel 0,12 W/(M · K) ved 20 grader og 0,18 W/(M · K) ved 100 grader).
Tilsætningsstoffer: Tilføjelse af termiske ledende fyldstoffer (såsom Al₂o₃, ZnO) kan øge det til 0,5-2 W/(M · K), danne termisk ledende silikonefedt eller sammensat silikoneolie.
Testmetoder og standarder
Termisk ledningsevne måles normalt ved den forbigående varme ledningsmetode (ASTM D7896) eller den stabile varmeplade -metode (ASTM D5470). Bemærk, at gennemsigtigheden af silikoneolie kan påvirke nøjagtigheden af den optiske testmetode.
Krav til termisk ledningsevne i brancheapplikationer
Elektronisk afkøling: Ren silikoneolie har utilstrækkelig termisk ledningsevne, og fyldt silikonefedt er påkrævet (såsom silikoneolie, der indeholder BN med en termisk ledningsevne på 1,5 W/(M · K)).
Varmeoverførselsmedium: I systemer med høj temperatur kan modificeret silikoneolie bruges som en stabil væskefasevarmeoverførselsbærer.
Datahenvisning (typisk værdi)
Type termisk ledningsevne (w/(m · k)) temperaturforhold
Ren PDMS Silikoneolie (50 CST) 0.13 25 grad
Al₂o₃ fyldt silikoneolie (20%) 0.45 25 grad
Høj phenylsilikoneolie 0.17 100 grad
Måder at forbedre termisk ledningsevne på
Kemisk modifikation: Introducer polære grupper såsom phenyl for at forbedre intermolekylære kræfter.
Fysisk blanding: Tilføj nanodiamond (mindre end eller lig med 1% kan stige med mere end 30%).
Bemærk: Den termiske ledningsevne af silikoneolie er meget lavere end vandet (0,6 W/(M · K)) eller mineralolie (0,15–0,3 W/(M · K)). I applikationer med høj temperatur skal dens termiske stabilitet og viskositetsændring evalueres omfattende.
