Analyse der thermischen Leitfähigkeit von Silikonöl und seiner Einflussfaktoren
Grundeigenschaften von Silikonöl
Silikonöl ist eine Art organisches Siliziumpolymer auf der Basis von Polydimethylsiloxan (PDMS), das chemische Inertheit, Stabilität des weiten Temperaturbereichs (-50 Grad bis 200 Grad), Temperaturkoeffizienten mit niedrigem Viskosität und hervorragende elektrische Isolierung aufweist. Die thermische Leitfähigkeit ist normalerweise niedriger als die von Metall oder Wasser, kann jedoch durch Modifikation erheblich verbessert werden.
Wärmeleitfähigkeitsbereich
Die thermische Leitfähigkeit von Silikonöl liegt im Allgemeinen zwischen 0,1–0,2 W/(m · k), und der spezifische Wert wird durch die folgenden Faktoren beeinflusst:
Molekulargewicht und Viskosität: Das Silikonöl mit niedrigem Viskosität (z. B. 10 CST) hat eine thermische Leitfähigkeit von etwa 0,1 W/(M · K), und eine hohe Viskosität (1000 CST) kann leicht auf 0,15 W/(M · k) steigen.
Temperatur: Wenn die Temperatur zunimmt, nimmt die thermische Leitfähigkeit leicht zu (z. B. 0,12 W/(M · K) bei 20 Grad und 0,18 W/(M · k) bei 100 Grad).
Additive: Das Hinzufügen von thermischen leitfähigen Füllstoffen (wie al₂o₃, ZnO) kann sie auf 0,5–2 W/(M · k) erhöhen und thermische leitfähige Silikonfett oder Verbundsilikonöl bilden.
Testmethoden und Standards
Die thermische Leitfähigkeit wird normalerweise mit der transienten Heißdrahtmethode (ASTM D7896) oder der konstanten Heißplattenmethode (ASTM D5470) gemessen. Bitte beachten Sie, dass die Transparenz von Silikonöl die Genauigkeit der optischen Testmethode beeinflussen kann.
Wärmeleitfähigkeitsanforderungen in Branchenanwendungen
Elektronische Kühlung: Reines Silikonöl hat eine unzureichende thermische Leitfähigkeit, und es ist ein gefülltes Silikonfett erforderlich (wie Silikonöl, das BN mit einer thermischen Leitfähigkeit von 1,5 w/(m · k) enthält).
Wärmeübertragungsmedium: In Hochtemperatursystemen kann modifiziertes Silikonöl als stabiler Flüssigphasen-Wärmeübertragungsträger verwendet werden.
Datenreferenz (typischer Wert)
Typ Wärmeleitfähigkeit (w/(m · k)) Temperaturbedingungen
Reines PDMS -Silikonöl (50 CST) 0.13 25 Grad
Al₂o₃ gefüllt Silikonöl (20%) 0.45 25 Grad
Hochphenyl -Silikonöl 0.17 100 Grad
Möglichkeiten zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit
Chemische Modifikation: Führen Sie polare Gruppen wie Phenyl ein, um die intermolekularen Kräfte zu verbessern.
Physikalische Mischung: Nanodiamond hinzufügen (weniger als oder gleich 1% kann um mehr als 30% steigen).
HINWEIS: Die thermische Leitfähigkeit von Silikonöl ist viel niedriger als die von Wasser (0,6 W/(M · K) oder Mineralöl (0,15–0,3 W/(M · k)). In Hochtemperaturanwendungen muss seine thermische Stabilität und Viskositätsänderung umfassend bewertet werden.
