Anàlisi de la conductivitat tèrmica de l'oli de silicona i els seus factors influents
Propietats bàsiques de l’oli de silicona
L’oli de silicona és un tipus de polímer de silici orgànic basat en polidimetilsiloxà (PDMS), que té inertesa química, estabilitat de rang de temperatura àmplia (-50 graus a 200 graus), coeficient de temperatura de baixa viscositat i excel·lent aïllament elèctric. La seva conductivitat tèrmica sol ser inferior a la del metall o a l’aigua, però es pot millorar significativament mitjançant la modificació.
Gamma de conductivitat tèrmica
La conductivitat tèrmica de l’oli de silicona es troba generalment entre 0,1–0,2 W/(m · k), i el valor específic es veu afectat pels següents factors:
Pes molecular i viscositat: L’oli de silicona de baixa viscositat (com 10 CST) té una conductivitat tèrmica d’uns 0,1 W/(m · K), i l’alta viscositat (1000 CST) pot augmentar lleugerament fins a 0,15 W/(M · K).
Temperatura: a mesura que augmenta la temperatura, la conductivitat tèrmica augmenta lleugerament (per exemple, 0,12 W/(m · k) a 20 graus i 0,18 W/(m · k) a 100 graus).
Additius: Afegir els farcits conductors tèrmics (com Al₂o₃, ZnO) pot augmentar -lo a 0,5–2 W/(M · K), formant greix de silicona conductora tèrmica o oli de silicona composta.
Mètodes i estàndards de prova
La conductivitat tèrmica es mesura generalment mitjançant el mètode transitori de filferro calent (ASTM D7896) o el mètode de placa calenta constant (ASTM D5470). Tingueu en compte que la transparència de l’oli de silicona pot afectar la precisió del mètode de prova òptica.
Requisits de conductivitat tèrmica a les aplicacions de la indústria
Refredament electrònic: l’oli de silicona pura té una conductivitat tèrmica insuficient i es requereix greix de silicona plena (com l’oli de silicona que conté BN amb una conductivitat tèrmica d’1,5 W/(M · K)).
Medi de transferència de calor: En sistemes d’alta temperatura, l’oli de silicona modificat es pot utilitzar com a portador de transferència de calor de fase líquida estable.
Referència de dades (valor típic)
Tipus de conductivitat tèrmica (w/(m · k)) Condicions de temperatura
Oli de silicona PDMS pur (50 CST) 0.13 25 grau
Al₂o₃ Oli de silicona plena (20%) 0.45 25 grau
Oli de silicona de fenil alt 0.17 100 grau
Formes de millorar la conductivitat tèrmica
Modificació química: Introduir grups polars com el fenil per millorar les forces intermoleculars.
Combinació física: afegiu nanodiamond (menys o igual a un 1% pot augmentar més del 30%).
Nota: La conductivitat tèrmica de l’oli de silicona és molt inferior a la de l’aigua (0,6 W/(m · K)) o oli mineral (0,15–0,3 W/(m · k)). En aplicacions a alta temperatura, cal avaluar de forma exhaustiva la seva estabilitat tèrmica i el seu canvi de viscositat.
