การวิเคราะห์ค่าการนำความร้อนของน้ำมันซิลิโคนและปัจจัยที่มีอิทธิพล
คุณสมบัติพื้นฐานของน้ำมันซิลิโคน
น้ำมันซิลิโคนเป็นชนิดของโพลิเมอร์ซิลิกอนอินทรีย์ที่ใช้ polydimethylsiloxane (PDMS) ซึ่งมีความเฉื่อยทางเคมีความเสถียรของอุณหภูมิกว้าง (-50 องศาถึง 200 องศา) สัมประสิทธิ์อุณหภูมิความหนืดต่ำและฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม การนำความร้อนของมันมักจะต่ำกว่าโลหะหรือน้ำ แต่สามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญผ่านการปรับเปลี่ยน
ช่วงการนำความร้อน
ค่าการนำความร้อนของน้ำมันซิลิโคนโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.1–0.2 W/(m · k) และค่าเฉพาะได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่อไปนี้:
น้ำหนักโมเลกุลและความหนืด: น้ำมันซิลิโคนความหนืดต่ำ (เช่น 10 CST) มีค่าการนำความร้อนประมาณ 0.1 W/(M · K) และความหนืดสูง (1,000 CST) อาจเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น 0.15 W/(M · K)
อุณหภูมิ: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นการนำความร้อนจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย (ตัวอย่างเช่น 0.12 W/(M · K) ที่ 20 องศาและ 0.18 W/(M · K) ที่ 100 องศา)
สารเติมแต่ง: การเพิ่มฟิลเลอร์นำความร้อน (เช่นAl₂o₃, ZnO) สามารถเพิ่มเป็น 0.5–2 W/(M · K) สร้างจาระบีซิลิโคนนำไฟฟ้านำไฟฟ้าหรือน้ำมันซิลิโคนคอมโพสิต
วิธีทดสอบและมาตรฐาน
ค่าการนำความร้อนมักวัดโดยวิธีลวดร้อนชั่วคราว (ASTM D7896) หรือวิธีแผ่นร้อนที่มั่นคง (ASTM D5470) โปรดทราบว่าความโปร่งใสของน้ำมันซิลิโคนอาจส่งผลต่อความแม่นยำของวิธีการทดสอบทางแสง
ข้อกำหนดการนำไฟฟ้าความร้อนในแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรม
การระบายความร้อนแบบอิเล็กทรอนิกส์: น้ำมันซิลิโคนบริสุทธิ์มีค่าการนำความร้อนไม่เพียงพอและจำเป็นต้องใช้จาระบีซิลิโคนที่เติม (เช่นน้ำมันซิลิโคนที่มี BN ที่มีค่าการนำความร้อน 1.5 W/(M · K))
สื่อการถ่ายเทความร้อน: ในระบบอุณหภูมิสูงน้ำมันซิลิโคนดัดแปลงสามารถใช้เป็นตัวขนส่งการถ่ายเทความร้อนเฟสของเหลวที่เสถียร
การอ้างอิงข้อมูล (ค่าทั่วไป)
พิมพ์ค่าการนำความร้อน (w/(m · k)) เงื่อนไขอุณหภูมิ
น้ำมันซิลิโคน PDMS บริสุทธิ์ (50 CST) 0.13 25 องศา
Al₂o₃น้ำมันซิลิโคนที่เติม (20%) 0.45 25 องศา
น้ำมันซิลิโคนฟีนิลสูง 0.17 100 องศา
วิธีปรับปรุงการนำความร้อน
การดัดแปลงทางเคมี: แนะนำกลุ่มขั้วโลกเช่นฟีนิลเพื่อเพิ่มแรงระหว่างโมเลกุล
การผสมทางกายภาพ: เพิ่ม nanodiamond (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1% สามารถเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 30%)
หมายเหตุ: การนำความร้อนของน้ำมันซิลิโคนต่ำกว่าน้ำมาก (0.6 W/(M · K)) หรือน้ำมันแร่ (0.15–0.3 W/(M · K)) ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงความเสถียรทางความร้อนและการเปลี่ยนแปลงความหนืดจำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างละเอียด
