تحليل الموصلية الحرارية لزيت السيليكون وعوامله المؤثرة
الخصائص الأساسية لزيت السيليكون
زيت السيليكون هو نوع من بوليمر السيليكون العضوي يعتمد على البوليميثيل سيلوكسان (PDMS) ، والذي يحتوي على الخمول الكيميائي ، واستقرار نطاق درجة الحرارة الواسع (-50 درجة إلى 200 درجة) ، ومعامل درجة حرارة اللزوجة المنخفضة والعزل الكهربائي الممتاز. عادة ما تكون الموصلية الحرارية أقل من المعدن أو الماء ، ولكن يمكن تحسينها بشكل كبير من خلال التعديل.
نطاق الموصلية الحرارية
تتراوح الموصلية الحرارية لزيت السيليكون عمومًا بين 0.1 - 0.2 واط/و/و/(م · ك) ، وتتأثر القيمة المحددة بالعوامل التالية:
الوزن الجزيئي والزوجة: زيت السيليكون منخفض اللزوجة (مثل 10 CST) لديه توصيل حراري يبلغ حوالي 0.1 واط/(م · ك) ، وقد يزداد اللزوجة العالية (1000 CST) إلى 0.15 واط/(م · ك).
درجة الحرارة: مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد الموصلية الحرارية قليلاً (على سبيل المثال ، 0.12 واط/(م · ك) عند 20 درجة و 0.18 واط/(م · ك) في 100 درجة).
إضافات: يمكن إضافة مواد موصلة حرارية (مثل al₂o₃ ، ZnO) زيادة ذلك إلى 0.5-2 واط/واط/(م · k) ، وتشكيل شحم السيليكون الموصل الحراري أو زيت السيليكون المركب.
أساليب الاختبار والمعايير
عادةً ما يتم قياس الموصلية الحرارية بواسطة طريقة الأسلاك الساخنة المؤقتة (ASTM D7896) أو طريقة اللوحة الساخنة الثابتة (ASTM D5470). يرجى ملاحظة أن شفافية زيت السيليكون قد تؤثر على دقة طريقة الاختبار البصري.
متطلبات الموصلية الحرارية في تطبيقات الصناعة
التبريد الإلكتروني: لا يلزم بزيت السيليكون النقي الموصلية الحرارية ، ويحتاج شحوم السيليكون المملوءة (مثل زيت السيليكون الذي يحتوي على BN مع توصيل حراري قدره 1.5 واط/(م · ك)).
نقل الحرارة المتوسطة: في أنظمة درجات الحرارة العالية ، يمكن استخدام زيت السيليكون المعدل كحامل نقل حرارة طور سائل مستقر.
مرجع البيانات (القيمة النموذجية)
اكتب الظروف الموصلية الحرارية (ث/(م · ك)) درجة الحرارة
زيت السيليكون PDMS النقي (50 CST) 0.13 25 درجة
al₂o₃ ملء زيت السيليكون (20 ٪) 0.45 25
درجة زيت السيليكون عالية فينيل 0.17 100
طرق لتحسين الموصلية الحرارية
التعديل الكيميائي: إدخال المجموعات القطبية مثل فينيل لتعزيز القوى الجزيئية.
المزج المادي: إضافة nanodiamond (يمكن أن يزيد أقل من أو يساوي 1 ٪ بأكثر من 30 ٪).
ملاحظة: الموصلية الحرارية لزيت السيليكون أقل بكثير من الماء (0.6 واط/(م · ك)) أو الزيت المعدني (0.15-0.3 واط/(م · ك)). في التطبيقات ذات درجة الحرارة العالية ، يجب تقييم استقرارها الحراري وتغيير اللزوجة بشكل شامل.
