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            導熱材料對比

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            導熱材料對比

            導熱材料存在的必要性:

                    由于機械加工無法做出理想化的平整面,因此CPU、芯片等與散熱器之間存在很多溝壑或空隙;因空氣是熱的不良導體,產生的間隙會嚴重影響散熱效率,使散熱器的性能大打折扣,甚至無法發揮作用。因此,導熱材料便應運而生。

                     導熱材料的作用是填充處理器與散熱器之間大大小小的溝壑或空隙,增大發熱源與散熱片的接觸面積,減少空氣熱阻,提高散熱效率。

            常見導熱材料的優缺點:

            1、導熱膠墊

             

                   

                   導熱膠墊,用于填充發熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙,它們的柔性、彈性特征使其能夠用于覆蓋非常不平整的表面。熱量從分離器件或整個PCB傳導到金屬外殼或擴散板上,從而能提高發熱電子組件的效率和使用壽命。在使用中,壓力和溫度二者是相互制約的,隨著溫度的升高,在設備運轉一段時間后,會產生軟化、蠕變、應力松弛現象,機械強度也會下降,密封的壓力降低。

            優點:

            1. 1、具有安裝、測試、可重復使用的便捷性;
            2. 2、柔軟有彈性,壓縮性好,能夠覆蓋非常不平整的表面;
            3. 3、低壓下具有緩沖、減震吸音的效果。
            4. 4、良好的導熱能力和高等級的耐壓絕緣;
            5. 5、性能穩定,高溫時不會滲油,清潔度高。

            缺點:

            1. 1、厚度和形狀預先設定,使用時會受到厚度和形狀限制;
            2. 2、厚度較高,厚度0.5mm以下的導熱硅膠片工藝復雜,熱阻相對較高;
            3. 3、相比導熱硅脂,導熱墊片導熱系數稍低;
            4. 4、相比導熱硅脂,導熱墊片價格稍高。

            2、導熱膠帶

             

             

                    導熱膠帶又叫做導熱雙面膠,由亞克力聚合物與有機硅膠粘劑復合而成;通常應用于功率不高的熱源與小型的散熱器之間,用來固定LED散熱器等。

            優點:

            1. 1、同時具有導熱性能和粘接性能;
            2. 2、具有良好的填縫性能;
            3. 3、操作簡單。
            4. 4、一般用于某些發熱性較小的電子零件和芯片表面

            缺點:

            1. 1、導熱系數比較低,導熱性能一般;
            2. 2、無法將過重物體粘接固定;
            3. 3、膠帶厚度過厚,與散熱片之間無法達成有效傳熱。
            4. 4、不易拆卸,存在損壞芯片和周圍器件的風險,不易拆卸徹底。

            3. 導熱相變材料

             

             

                    導熱相變材料,是指隨溫度變化而改變形態并能提供潛熱的物質。由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程。導熱相變材料,導熱性能優越,并且改善了微處理器,存儲器模塊DC/DC轉換器和功率模塊的可靠性

            優點:

            1. 1、可返修,可重復使用,涂覆厚度及形狀可按需控制;
            2. 2、室溫下為固體,但在設備運行期間熔化填補微間隙(不垂流);
            3. 3、導熱效果相當于傳統導熱硅脂,性能更好;
            4. 4、極好的硅脂替代品,不存在傳統硅脂硅油揮發變干老化的現象。
            5. 5、無一般硅脂的溢膠現象。
            6. 6、與導熱硅脂相比,不存在“充氣”效應,長期使用具有高度可靠性;
            7. 7、可點膠、絲網印刷、手動涂覆,可完全自動化操作,大幅提高生產量;
            8. 8、環保

            4、導熱硅脂

             

             

                    導熱硅脂又叫散熱硅脂、導熱膏等,是目前應用最廣泛的的一種導熱介質,形狀為膏狀液態,它是以硅油為原料,并添加增稠劑等填充劑,在經過加熱減壓、研磨等工藝之后形成的一種酯狀物,該物質有一定的黏稠度,沒有明顯的顆粒感。可以有效的填充各種縫隙;主要應用環境:高功率的發熱元器件與散熱器之間。

            優點:

            1. 1、液態形式,具有良好潤濕性;
            2. 2、導熱性性能好、耐高溫、耐老化和防水特性;
            3. 3、不溶于水,不易被氧化;
            4. 4、具備一定的潤滑性和電絕緣性;
            5. 5、成本低。

            缺點:

            1. 1、無法大面積涂抹,不可重復使用;
            2. 2、產品長時間穩定性不佳,經過連續的熱循環后,會引起液體遷移,只剩下填3、充材料,喪失表面潤濕性,最終可能導致失效。
            3. 4、由于界面兩邊的材料熱膨脹速率不同,造成一種“充氣”效應,導致熱阻增加,傳熱效率降低;
            4. 5、液體態,加工時難以控制,易污染其他部件及材料浪費,增加成本。

            5. 導熱膠

             

             

                   導熱膠,又稱導熱硅膠,是以有機硅膠為主體,添加填充料、導熱材料等高分子材料,混煉而成的硅膠,具有較好的導熱、電絕緣性能,廣泛用于電子元器件。

            優點:

            1. 1、可固化,具有粘接性能,粘接強度高;
            2. 2、固化后呈彈性體,抗沖擊、抗震動;
            3. 3、固化物具有良好的導熱、散熱功能;
            4. 4、優異的耐高低溫性能和電氣性能。

            缺點:

            1. 1、不可重復使用;
            2. 2、填縫間隙一般。

            6. 導熱灌封膠

             

             

                    導熱灌封膠,常見的有機硅橡膠體系和環氧體系,有機硅體系軟質彈性,環氧體系硬質剛性;可滿足較大深度的導熱灌封要求,提升對外部震動的抵抗性,改善內部元器件與電路之間的絕緣防水性能。

            優點:

            1. 1、具備很好的防水密封效果;
            2. 2、優秀的電氣性能和絕緣性能;
            3. 3、固化后可拆卸返修;

            缺點:

            1. 1、導熱效果一般;
            2. 2、工藝相對復雜;
            3. 3、粘接性能較差;
            4. 4、清潔度一般。

                    無論是哪款導熱材料都沒有辦法滿足所有電子設備的需求,多多少少都有它的部分缺點,重點是如何選擇適合自身的產品,從而達到所期望的導熱效果。

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            2020年7月15日 16:33
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