導(dǎo)熱石墨片的導(dǎo)熱系數(shù)講解
隨著電子器件以及產(chǎn)品向高集成度、高運算領(lǐng)域的發(fā)展,耗散功率隨之倍增,散熱日益成為一個亟待解決的難題。在熱力學(xué)中,散熱就是熱量傳遞,包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射等幾種方式。如CPU散熱片底座與CPU直接接觸帶走熱量的方式就屬于熱傳導(dǎo);常見的散熱風扇帶動氣體流動即熱對流;熱輻射指的是依靠射線輻射傳遞熱量。任何類型的散熱器基本上都會同時使用以上三種熱傳遞方式,只是側(cè)重點不同罷了。 我們一般散熱系統(tǒng)中主要依賴的還是熱傳導(dǎo)和熱對流,其中熱傳導(dǎo)主要與散熱器材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容有關(guān),熱對流則主要與散熱器的散熱面積有關(guān)。
傳統(tǒng)散熱器的材質(zhì)一般為鋁或者銅,散熱效果被廣為接受,目前無論是芯片封裝還是產(chǎn)品系統(tǒng)散熱,無外乎都是用這兩種材料直接散熱或者配合硅膠、風扇及流液形成散熱系統(tǒng)。 最近火熱炒作的小米手機宣傳說使用了一種散熱利器:石墨散熱膜。傳聞中稱這種材料僅用于蘋果相關(guān)的高端產(chǎn)品散熱。
石墨散熱膜的主要材料是天然石墨,而天然石墨具有耐高溫,熱膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱、導(dǎo)電性好及摩擦系數(shù)小等優(yōu)點。石墨散熱膜重點強調(diào)其熱阻比鋁低40%,比銅低20%,且能附在任何彎曲的不規(guī)則表面。目前主要可以用于LED基板、電子元器件的散熱等領(lǐng)域,是未來電子產(chǎn)品散熱的發(fā)展方向。
石墨散熱膜從前面的描述來看具有有一定優(yōu)勢,但作為散熱介質(zhì),熱阻及吸附性只是其中的一部分,其它散熱效果的優(yōu)劣還要參考其他的條件來綜合判斷。比如說,石墨散熱膜這種散熱方案是否能提供一種更好的散熱方案應(yīng)用于我們的產(chǎn)品?其散熱效果、應(yīng)用場景與傳統(tǒng)散熱器相比有何區(qū)別?為了給出這些問題的答案,我們需要對石墨、銅和鋁的相關(guān)參數(shù)做個比較,從參數(shù)里面找找優(yōu)劣。
其實導(dǎo)熱系數(shù)非常容易理解,通俗理解就是導(dǎo)熱的快慢,對于散熱器來說,當然越快越好,即數(shù)值越大越好,對于保溫材料則相反。
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