400-850-4050

对石墨材料进行导热系数检测究竟有何意义?

2018-09-20  浏览量:2088

石墨材料作为一种全新的导热散热材料,沿两个方向均匀导热,屏蔽热源与组件同时改进消费类电子产品的性能。其凭借以下优点在电子、通信、照明、航空及国防军工等众多领域广泛应用:

 

· 相比于铝、铜等金属材质,石墨具有耐高温、热膨胀系数小、导热导电性良好、化学性能稳定、可塑性大等特点,使其能更好地进行热传导,更快将热量传递出去,降低电子设备在使用过程中因热量过高而导致无法使用的情况。

 

· 石墨具有良好的均热效果,可以有效防止电子产品局部过热。

 

由于市场上石墨材料的质量参差不齐,如何了解其导热散热性能的优劣,选择最适合企业自身的产品呢?这时,检测石墨材料的导热系数就显得尤为重要了!对石墨材料进行导热系数检测的实际意义有以下几点:

 

1.导热系数与热阻是衡量物质传热性能的主要参数,导热系数越高,传热就越快,可以更快地将热量从高温物体带走,而热阻越小,对热传导的阻碍作用就越小,少一点阻碍热传导会更顺畅。了解石墨材料的导热系数有利于帮助企业了解其产品导热和散热的能力。

 

2.大功率电气、电子产品的发热问题会引发产品的功效降低、使用寿命缩短以及造成多种事故等,因此对导热散热石墨材料采用有效的方法测试其导热系数具有现实意义,帮助企业了解石墨材料精确的导热系数,从而提升产品整体的性能和质量。

 

3.帮助企业了解石墨材料的导热性能参数,在研发阶段提升产品质量,使用阶段选择适宜的产品。

 

了解了石墨材料的导热系数检测的实际意义,那么如何检测石墨材料的导热系数呢?接下来,我们就一起来通过一个典型的案例来深度了解石墨片的导热系数测试过程:

 

我们在《一文详解铝基板的导热系数测试》文章中已经详细了解了导热系数的概念以及导热系数的测试方法,并通过案例详细介绍了稳态热流法的试验原理及程序,今天我们讲解石墨材料水平方向上的导热系数检测就需要用到另一种测试方法——激光闪射法。

 

激光闪射法测量导热系数的原理

 

 

在炉体控制的一定温度下, 由激光源发射光脉冲均匀照射在样品下表面, 使试样均匀加热, 通过红外检测器连续测量样品上表面相应温升过程, 得到温度( 检测器信号) 升高和时间的关系曲线。

 

激光闪射法导热系数测定方法是通过直接测量材料的热扩散系数、比热容、密度来计算材料的导热系数。 

 

激光闪射法适用范围

 

温度范围:-100°C~1000°C

 

非接触式测量,IR 检测器检测样品上表面升温过程

热扩散系数测量范围:0.01mm²/s ~ 1000 mm²/s

导热系数测量范围: 0.1W/(m·K) ~2000 W/(m·K)

 

样品尺寸: 

纵向:直径12.7mm±0.1mm,或者长×宽:11×11mm,厚度1-3mm

横向:直径25.4mm±0.1mm,厚度0.03~0.5mm

 

广泛应用于材料领域,包括石墨、金属、陶瓷、聚合物、复合材料等

 

用激光闪射法测试石墨片水平方向上的导热系数(案例)

 

案例背景:

客户送检样品为两个不同型号的石墨片材料,需在相同的测试标准及条件下测试它们水平方向上的导热系数、热扩散系数、比热容以及密度等数值。

 

测试标准:

根据样品的已知条件和相关要求,我们美信检测的工程师以ASTM E1461-13 用闪光法测定热扩散率的试验方法来完成测试。

 

高强度的能量脉冲对小而薄的试样进行短时间的辐照,脉冲的能量被样品的下表面吸收并记录其所导致上表面温度上升(温度变化曲线)。热扩散系数的值通过试样的厚度和上表面温度上升达到某一比值的最大值所需要的时间计算出来。

 

测试程序:试样制备→试样处理→试样的安装与测定

测试环境:

环境温度  23.4℃; 湿度 52%R.H

 

检测结果:

 

 

结论:由以上测试分析结果可知,两个石墨片样品在温度为25℃时的各自的导热系数(K)横向值,以及其他的相关数值。显然样品1的导热系数及热扩散系数是远高于样品2的,客户可根据此结果进一步对两个样品的实际应用进行相应的关注。

 

石墨片的导热系数测试有利于企业了解自身产品导热散热性能的好坏,也为产品的工艺改进、质量判定和提升起到重要作用。美信检测在材料导热系数检测方面,针对不同的样品,会以对应的检测标准,来规范测试方法、测试过程、测试条件、测试样品、测试范围等信息,帮助企业了解产品性能,监控产品质量!

 
*** 以上内容均为原创,如需转载,请注明出处 ***
 
简介

MTT(美信检测)是一家从事材料及零部件品质检验、鉴定、认证及失效分析服务的第三方实验室,网址:www.mttlab.com,联系电话:400-850-4050。

  • 联系我们
  • 深圳美信总部

    热线:400-850-4050

    邮箱:marketing@mttlab.com

     

    苏州美信

    热线:400-118-1002

    邮箱:marketing@mttlab.com

     

    北京美信

    热线:400-850-4050

    邮箱:marketing@mttlab.com

     

    东莞美信

    热线:400-116-1002

    邮箱:marketing@mttlab.com

     

    广州美信

    热线:400-850-4050

    邮箱:marketing@mttlab.com

     

    珠海美信

    热线:400-850-4050

    邮箱:marketing@mttlab.com

深圳市美信检测技术股份有限公司-第三方材料检测 版权所有  粤ICP备12047550号-2

微信