常用高效导热界面材料导热性能测试评价简述
发布日期：2023-05-11 11:43 浏览：
导热界面材料在微电子、电工电气、太阳能、汽车电子、航空航天、国防军工等领域应用越来越广，但是大家对于材料导热性能的测试却不那么清楚，材料的导热性能受到热阻、硬度、厚度等参数的影响，然而评价一个材料导热性能的关键指标是导热系数，它用来表征材料导热能力的大小，是衡量材料传导热能的一个重要基本物理参数。然而想要准确测量一个材料的导热系数并不是件容易的事情，不同的测试方法适合不同的材料，导热系数的测试方法总体分为两类：稳态法和瞬态法：
1 热流法（稳态法）
适用标准ASTM D 5470-17：Standard Test Method for Thermal Transmission Properties of Thermally Conductive Electrical Insulation Materials.
稳态热流法测试时要将待测样品放置于上下两个金属棒之间，施加一定作用力使金属棒端部贴紧试样，减少接触界面间的空气间隙和接触热阻。由热源(Heat Source)提供可控制的输入热量，经过金属棒→试样→金属棒。根据通过试样的平均热流与温差测试热阻抗，根据热阻和厚度的比值计算导热系数，如下图所示：
该方法适用于导热系数较小的固体材料、纤维材料和多空隙材料，同时适用于均质及非均质之导热电绝缘热界面材料的等效热传导系数与热阻抗测试，如：导热膏、导热片、导热胶、硅橡胶、基板、铝基板、覆铜基板、软板等热传导系数＜20/mK的材料。
2 激光闪射法（瞬态法）
适用标准：ASTM E 1461-13：Standard Test Method for ThermalDiffusivity of Solids by the Flash Method. & GB/T 22588-2008: 闪光法测量热扩散系数或导热系数。
激光闪射法是一种用于测量高导热界面材料与小体积固体材料的技术，在一定的设定温度T（由炉体控制的恒温条件）下，由激光源或闪光氙灯在瞬间发射一束光脉冲，均匀照射在样品下表面，使其表层吸收光能后温度瞬时升高，并作为热端将能量以一维热传导方式向冷端（上表面）传播。
使用红外检测器连续测量样品上表面中心部位的相应温升过程，得到温度（检测器信号）升高对时间的关系曲线以及温升达到最大值的二分之一时的时间（t1/2），通过公式计算得到热扩散系数α，其中δ是样品厚度
导热系数计算公式：
激光闪射法不仅能测量普通固体样品的导热性能，通过使用合适的夹具或样品容器并选用合适的热学计算模型，还可测量诸如液体、纤维、薄膜、熔融金属、基质上的涂层、多层复合材料、各向异性材料等特殊样品的热扩散系数并计算导热系数。高导热样品需要厚一点，而低导热样品需要薄一点。
小结：以上两种方法是使用最为频繁的两种方法，但是一个导热界面材料性能好坏并不能仅仅看其导热系数的大小，与其自身性能也有很大关系，例如热阻抗，力学性能，耐腐蚀性能等等，需要具体情况具体分析。
上一篇：具有超低热阻的柔性3D石墨烯纳米线“三明治”热界面材
下一篇：相变材料的简介
相关产品
最新资讯
