热设计网

什么是相变材料?

热设计网

什么是相变材料?

相变材料可作为功率器件与散热片之间界面的理想替代方案,能够在组件中提供有效的导热性能。与其它导热方式相比,可施涂和可印刷的 LOCTITE® 相变导热化合物可形成极薄的胶层,从而实现更低的热阻。

其触变特性具有优异的抗污性能,可有效防止相变材料溢出界面,不仅简化了施涂操作,而且在室温条件下还具有非粘性特性。

image.png

热沉材料的特征:

高体积比热容:这是热沉材料的核心特质,单位体积能储存的热量越多,缓冲瞬时热冲击的能力就越强,部分相变类热沉材料的热容量能达到普通金属的数倍。

高热导率:能快速把芯片、电池等发热器件的局部热量均匀传导到整个热沉体,避免热量在小区域堆积形成局部高温,高端金刚石铜复合材料的导热系数可以达到传统纯铜的5倍以上。

低热膨胀系数+轻量化:在温度剧烈变化时,材料的尺寸能保持高度稳定,避免和精密芯片连接的部位出现热应力松动,同时满足航空航天、便携式设备对减重的严苛要求,部分碳基热沉材料的密度仅为铜的1/3。

相变材料的分类与特性

有机相变材料

石蜡基: 潜热高、稳定性好、成本低,但导热率低。

脂肪酸及酯类: 可再生、热稳定性好、过冷度小,但导热率低、成本高。

聚乙二醇基: 潜热高、化学性质稳定,可溶于水,易于与其他材料复合。

无机相变材料

水合盐: 潜热大、导热率相对较高、成本低,但存在严重的过冷和相分离问题。

金属及合金: 导热率极高、单位体积潜热高、储能密度大、热稳定性好,包括镓基、铋基、铟基和锡基合金。但成本较高,且部分合金存在腐蚀性或毒性问题。

  • 复合相变材料

  • 有机-无机复合: 旨在结合有机材料(如低模量、柔性)和无机材料(如高导热)的优点,同时解决单一材料的缺陷(如泄漏、相分离)。

多组分复合: 通过将金属相变材料与碳基、陶瓷材料或多孔载体(如泡沫金属、膨胀石墨、多孔矿物)结合,实现性能协同优化,同时提高导热性和循环稳定性。

相变导热材料制备方法

直接混合法: 将相变材料与导热填料通过机械搅拌或超声混合,操作简单、成本低,但存在填料团聚和泄漏风险。

多孔材料浸渍法: 利用多孔基质的毛细作用力将熔融相变材料吸入孔隙,冷却后获得形状稳定的复合材料,可有效防止泄漏并提高导热性。

冰模板法: 利用冰晶作为模板,生长形成定向排列的多孔结构,然后填充相变材料。该方法可调控材料微观结构,获得高导热性的复合相变材料。

糖模板法: 使用糖晶体作为牺牲模板,溶解后形成可控孔结构,再填充相变材料。该方法操作简便、成本低、模板可回收。


标签: 点击: 评论:

上一篇返回列表

下一篇返回列表

留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: