Analýza tepelnej vodivosti silikónového oleja a jeho ovplyvňujúcich faktorov
Základné vlastnosti silikónového oleja
Silikónový olej je typ organického kremíkového polyméru založený na polydimetylsiloxáne (PDM), ktorý má chemickú inerte, stabilitu širokého teplotného rozsahu (-50 až 200 stupňov), koeficient teploty nízkej viskozity a vynikajúcu elektrickú izoláciu. Jeho tepelná vodivosť je zvyčajne nižšia ako vodivosť kovu alebo vody, ale môže sa výrazne zlepšiť modifikáciou.
Rozsah tepelnej vodivosti
Tepelná vodivosť silikónového oleja je vo všeobecnosti medzi 0,1–0,2 W/(m · K) a špecifická hodnota je ovplyvnená týmito faktormi:
Molekulová hmotnosť a viskozita: Silikónový olej s nízkou viskozitou (ako je 10 CST) má tepelnú vodivosť asi 0,1 W/(m · K) a vysoká viskozita (1000 CST) sa môže mierne zvýšiť na 0,15 W/(m · K).
Teplota: Keď sa teplota zvyšuje, tepelná vodivosť sa mierne zvyšuje (napríklad 0,12 W/(m · K) pri 20 stupňoch a 0,18 W/(m · K) pri 100 stupňoch).
Dodatky: Pridanie tepelných vodivých výplne (ako je Al₂o₃, ZnO) ho môže zvýšiť na 0,5–2 W/(M · K), čím sa vytvára tepelný vodivý silikónový maziva alebo kompozitný silikónový olej.
Testovacie metódy a normy
Tepelná vodivosť sa zvyčajne meria pomocou prechodnej metódy horúceho drôtu (ASTM D7896) alebo metóda stabilnej horúcej platne (ASTM D5470). Upozorňujeme, že priehľadnosť silikónového oleja môže ovplyvniť presnosť metódy optického testu.
Požiadavky na tepelnú vodivosť v priemyselných aplikáciách
Elektronické chladenie: Čistý silikónový olej má nedostatočnú tepelnú vodivosť a je potrebný naplnený silikónový mazivo (ako je silikónový olej obsahujúci BN s tepelnou vodivosťou 1,5 W/(m · k)).
Médium prenosu tepla: Vo vysokoteplotných systémoch sa modifikovaný silikónový olej môže použiť ako stabilný nosič prenosu tepelného tepla kvapalnej fázy.
Referencia údajov (typická hodnota)
Typ tepelnej vodivosti (w/(m · k)) teplotné podmienky
Čistý silikónový olej PDMS (50 CST) 0.13 25 Stupeň
Al₂o₃ naplnený silikónový olej (20%) 0.45 25
Stupeň s vysokým obsahom fenylového silikónu 0.17 100
Spôsoby, ako zlepšiť tepelnú vodivosť
Chemická modifikácia: Zavádzajte polárne skupiny, ako je fenyl na zvýšenie intermolekulárnych síl.
Fyzické miešanie: Pridajte nanodiamond (menej ako alebo rovná 1% sa môže zvýšiť o viac ako 30%).
POZNÁMKA: Tepelná vodivosť silikónového oleja je oveľa nižšia ako vodivosť vody (0,6 W/(m · K)) alebo minerálneho oleja (0,15–0,3 W/(m · k)). V aplikáciách s vysokou teplotou je potrebné komplexne vyhodnotiť jeho tepelnú stabilitu a zmenu viskozity.
