Analyse de la conductivité thermique de l'huile de silicone et de ses facteurs d'influence
Propriétés de base de l'huile de silicone
L'huile de silicone est un type de polymère de silicium organique à base de polydiméthylsiloxane (PDMS), qui a une inertie chimique, une large stabilité de la plage de température (-50 degrés à 200 degrés), un coefficient de température à faible viscosité et une excellente isolation électrique. Sa conductivité thermique est généralement inférieure à celle du métal ou de l'eau, mais peut être considérablement améliorée par modification.
Plage de conductivité thermique
La conductivité thermique de l'huile de silicone se situe généralement entre 0,1 et 0,2 W / (m · k), et la valeur spécifique est affectée par les facteurs suivants:
Poids moléculaire et viscosité: l'huile de silicone à faible viscosité (comme 10 CST) a une conductivité thermique d'environ 0,1 W / (M · K), et une viscosité élevée (1000 CST) peut légèrement augmenter à 0,15 W / (M · K).
Température: À mesure que la température augmente, la conductivité thermique augmente légèrement (par exemple, 0,12 W / (M · K) à 20 degrés et 0,18 W / (M · K) à 100 degrés).
Additifs: L'ajout de charges conductrices thermiques (comme l'al₂o₃, ZnO) peut l'augmenter à 0,5 à 2 W / (M · K), formant une graisse de silicone conductrice thermique ou de l'huile de silicone composite.
Méthodes et normes de test
La conductivité thermique est généralement mesurée par la méthode transitoire du fil chaud (ASTM D7896) ou la méthode régulière de la plaque chauffante (ASTM D5470). Veuillez noter que la transparence de l'huile de silicone peut affecter la précision de la méthode de test optique.
Exigences de conductivité thermique dans les applications de l'industrie
Refroidissement électronique: l'huile de silicone pur a une conductivité thermique insuffisante et une graisse de silicone remplie est nécessaire (comme l'huile de silicone contenant du BN avec une conductivité thermique de 1,5 W / (M · K)).
Moyen de transfert de chaleur: Dans les systèmes à haute température, l'huile de silicone modifiée peut être utilisée comme support de transfert de chaleur à phase liquide stable.
Référence des données (valeur typique)
Type de conductivité thermique (w / (m · k)) Conditions de température
PDMS PDMS Silicone Huile (50 CST) 0.13 25
AL₂o₃ rempli d'huile de silicone (20%) 0.45 25
Huile de silicone phényle élevée 0.17 100 degré
Façons d'améliorer la conductivité thermique
Modification chimique: introduire des groupes polaires tels que le phényle pour améliorer les forces intermoléculaires.
Mélange physique: ajouter du nanodiamond (inférieur ou égal à 1% peut augmenter de plus de 30%).
Remarque: La conductivité thermique de l'huile de silicone est bien inférieure à celle de l'eau (0,6 W / (M · K)) ou de l'huile minérale (0,15–0,3 W / (M · K)). Dans les applications à haute température, sa stabilité thermique et son changement de viscosité doivent être évalués de manière globale.
