01 导热填料
导热凝胶的导热能力首先取决于其材料组成和内部结构,其中,导热填料起着核心作用。
填料类型氧化铝、氧化锌因具有高性价比,成为导热凝胶常用的填料。而氮化硼、碳纤维等高端填料,虽然能够提升导热率,但成本过高,限制了其广泛应用。
球形颗粒填料有利于加工,且填充量较高。片状或纤维状填料(如石墨烯或碳纳米管)通过形成导热网链,能够大幅提升导热率。实验表明,纤维状填料能使导热路径效率提高 30%以上。金戈新材的导热凝胶用填料在形态设计上,充分考虑了不同形态填料的优势,通过优化填料形态组合,构建高效的导热网络,从而显著提高导热凝胶的导热性能。
在导热凝胶的填料选择中,金戈新材的导热凝胶用填料凭借其优异的性能表现,成为提升导热凝胶导热效果的关键因素。
02 基体材料与添加剂
硅氧烷聚合物因其具备柔韧性和热稳定性,常用作导热凝胶的基体材料。其粘度需要平衡流动性(便于施工)和抗垂流性(维持形状)。分散剂可改善填料的分布均匀性,避免填料结团形成局部热阻;交联剂则影响固化后网络结构的强度。若添加剂选择不当,容易引发相分离或老化开裂等问题。
不少客户在使用导热凝胶时,往往没有关注涂抹厚度,导致导热效果未能达到预期。而厚度与热阻呈正相关关系,当涂抹厚度从 0.5mm 增至 3mm 时,热阻可能上升数倍,这容易使客户误判材料“性能不足”。建议将导热凝胶薄涂,厚度控制在 0.1~1mm 薄层内,并确保涂抹均匀,以避免残留空气,减少热阻。
导热凝胶需要完全填充发热体与散热器间的间隙。实测表明,界面存在空气间隙(>1μm)可使热阻增加 50%以上。在装配时,应尽量保持一定的压力(5–15psi),以挤出界面气泡、排出空气,增大有效接触面,使导热凝胶与散热材料接触更紧密。
很多客户只关注导热材料的导热率,却忽略了散热器是否适用的问题。例如,有客户最初在电源上使用 2W/(m・K) 的导热凝胶,导热效果勉强符合要求。为了达到更好的效果,客户使用了一款 5W/(m・K )的导热凝胶,但结果却令人意外,两款导热率相差较大的导热凝胶导热效果竟然没有明显差异。在排除材料原因(因为材料经过很多客户验证,应用也没有问题,材料表面平整无皱褶,说明有效接触良好)后,推断是因为散热器较小,使用 2W/(m・K) 导热凝胶时就已经发挥了它的最大效能。这就如同大流量水管连接细出水口,当散热器表面积或鳍片设计无法及时散失热量时,即使导热材料的导热率从 2W/(m・K) 提升至 20W/(m・K) ,温差改善仍不足 5%。建议客户使用较大的散热器进行验证,结果导热效果明显提升。由此可见,散热器热容需与热源功率、导热材料导热特性相匹配。
导热凝胶的导热效果本质上是材料、工艺工程等多重因素共同作用的结果。填料、基体与添加剂对导热效果的影响是在购买时需要考虑的因素,是性能基础;涂抹厚度、界面接触是操作工艺对导热效果的影响,是释放导热材料潜能的关键桥梁;散热器性能与导热凝胶的匹配性则决定了导热凝胶在实际场景中的稳定性。
金戈新材通过不断优化导热凝胶用导热剂填料配方,确保导热凝胶具有高导热(导热性能满足2-15瓦) 、抗滑移、抗开裂、抗渗油等性能,为导热凝胶的稳定导热提供基础保障。如有需求可点击左下方免费申请试样。金戈新材可根据您的需求,提供创新优质的产品及专业可靠的服务。
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