Silikon kauçuğun termal iletkenliği

giriiş

Silikon kauçuk, mükemmel termal özellikleri ile yaygın olarak tanınır, bu da onu çeşitli termal yönetim uygulamalarında tercih edilen bir malzeme haline getirir. Geleneksel kauçuklardan farklı olarak, silikon kauçuk, belirli mühendislik gereksinimlerini karşılamak için kesin olarak uyarlanabilen benzersiz termal özellikler sunar. Bu makale silikon kauçuğun termal iletkenliğini, etkileyen faktörlerini, ölçüm yöntemlerini ve pratik uygulamaları inceler.

Silikon kauçuğun termal iletkenliği

Tanım ve tipik değerler

Termal iletkenlik (λ), bir malzemenin metre-Kelvin (w\/m · K) başına watt cinsinden ölçülen ısı yapma yeteneğini ifade eder. Silikon kauçuk tipik olarak şu aralığında termal iletkenlik gösterir:

0.15-0.3 W/m·KStandart doldurulmamış silikon kauçuk için

0.5-5.0 W/m·Ktermal olarak geliştirilmiş formülasyonlar için

Diğer malzemelerle karşılaştırma

Termal iletkenliği etkileyen faktörler

1. Dolgu Malzemeleri

Silikon kauçuğun termal iletkenliği aşağıdakileri ekleyerek önemli ölçüde arttırılabilir:

Seramik dolgu maddeleri(Al₂o₃, bn, aln): 1-3 w\/m · k

Metalik dolgular(AG, Cu parçacıkları): 5 w\/m · k

Karbon bazlı dolgu maddeleri(grafit, cnts): 2-4 w\/m · k

2. Polimer Matris Bileşimi

PDMS (polidimetilsiloksan) baz tipik olarak düşük içsel iletkenliğe sahiptir

Çapraz bağlantı yoğunluğu fonon taşıma verimliliğini etkiler

3. Sıcaklık bağımlılığı

İletkenlik genellikle sıcaklık ile artar

Faz geçişleri aşırı sıcaklıklarda meydana gelebilir

4. İşleme Koşulları

Sıcaklığı ve zamanını tedavi et

Dolgu Dispersiyon Kalitesi

Anizotropik dolgu maddelerinin oryantasyonu

Ölçüm teknikleri

1. Kararlı durum yöntemleri

Korumalı sıcak plaka (ASTM C177)

Isı Akışı Ölçer (ASTM E1530)

2. Geçici yöntemler

Sıcak Disk (ISO 22007-2)

Lazer Flaş Analizi (ASTM E1461)

3. Karşılaştırmalı yöntemler

Termal karşılaştırıcı

Geçici çizgi kaynağı

Termal iletken silikon kauçuk uygulamaları

1. Elektronik termal yönetimi

Termal Arayüz Malzemeleri (TIMS)

Isı Lavabo Pedleri

LED soğutma bileşenleri

2. Otomotiv sistemleri

Pil Termal Yönetimi

Güç Elektroniği Yalıtım

Elektrikli Motor Bileşenleri

3. Enerji sektörü

Fotovoltaik modül kapsülleme

Güç iletim yalıtım

Transformatör bileşenleri

4. Endüstriyel ekipman

Isıtma elemanı yalıtım

Ekipman contalarını işleyin

Yüksek sıcaklıklı mühürler

Son gelişmeler

1. Nanokompozit silikonlar

Grafen ve karbon nanotüplerin dahil edilmesi

Optimize edilmiş performans için hibrit dolgu sistemleri

2. Anizotropik termal malzemeler

Yönlü ısı transfer özellikleri

Dikey olarak hizalanmış dolgu yapıları

3. Faz Değişikliği Malzemeleri

Sıcaklık düzenleyen silikon kompozitler

Enerji Depolama Uygulamaları