Com o retorno de soluções térmicas soldadas para CPUs Intel 9ª série de ponta, graxa de silicone térmica (não gel de silicone!) Mais uma vez ganhou atenção entre os entusiastas de PC. Hoje, vamos nos concentrar no conhecimento essencial sobre graxa de silicone térmico.
Sabemos que, seja a CPU, a GPU ou as superfícies do dissipador de calor em contato com elas, elas estão longe de ser tão lisas, planas ou puras quanto podemos imaginar. Quando o dissipador de calor e as superfícies do chip entram em contato, eles ficam desiguais, com muitas ranhuras ou lacunas preenchidas com ar. O ar tem baixa condutividade térmica, então outra substância é necessária para reduzir a resistência térmica; caso contrário, o desempenho do dissipador de calor será significativamente comprometido e pode não dissipar o calor de forma eficaz.
Para resolver essas lacunas entre as superfícies de contato, os materiais da interface térmica entram em jogo. Seu papel é preencher as várias lacunas entre as duas superfícies de contato, aumentando a área de contato entre a fonte de calor e o dissipador de calor.Graxa de silicone térmicaÉ um dos materiais de interface térmica mais comuns.
Como a camada intermediária entre o dissipador de calor e os chips CPU/GPU, o calor deve passar pela graxa de silicone térmica para transferência efetiva para o dissipador de calor. Portanto, a qualidade da graxa de silicone tem um impacto crucial em todo o sistema de gerenciamento térmico. Apesar da busca implacável dos entusiastas pelo dissipador de calor, muitos têm havido uma falta de compreensão suficiente da graxa térmica de silicone.
Na literatura nacional e internacional sobre produtos de graxa de silicone térmico, às vezes é chamado de pasta térmica ou composto térmico. Em inglês, a graxa térmica de silicone pode ser referida de várias maneiras, como graxa térmica, composto térmico ou pasta térmica. Por conveniência, usaremos "graxa de silicone térmica" como um termo geral, às vezes abreviado como "graxa de silicone" ao se referir a produtos específicos.
Estritamente falando, a graxa de silicone térmica é apenas um tipo de graxa de silicone. Existem outros tipos, como graxa de silicone isolante, graxa de silicone lubrificante, graxa de silicone opticamente transparente, etc. A graxa de silicone, muitas vezes referida como o MSG da indústria, tem amplas aplicações em isolamento elétrico, lubrificação, liberação de mofo, prevenção de ferrugem, proteção contra corrosão, resistência à água, resistência ao choque e muito mais.
A graxa de silicone é um produto do processamento secundário de óleo de silicone, composto principalmente de compostos de alto peso molecular (compostos de organossilício) com átomos de silício na cadeia principal. O alto polímero de silício orgânico primário é o polidimetilsiloxano. O polidimetilsiloxano é um composto de alto peso molecular formado pela polimerização de muitos monômeros com ligação, normalmente referido comoSiloxanos... Sua característica estrutural inclui um esqueleto básico com átomos alternados de silício e oxigênio, e cada átomo de silício é conectado a grupos orgânicos. As ligações silício-oxigênio em polidimetilsiloxano têm alta estabilidade, e os grupos orgânicos incluem metila, alquila mais longa, fluoroalquila, fenil, vinil e alguns outros grupos.
A graxa de silicone compartilha características semelhantes com o óleo de silicone, ostentando excelente resistência ao calor, isolamento elétrico, resistência às intempéries, repelência à água, inércia fisiológica e baixa tensão superficial. ÉTambém tem um baixo coeficiente de viscosidade-temperatura e alta resistência à compressão. Sua excelente estabilidade térmica e estabilidade de oxidação o tornam resistente à deterioração mesmo a 150 ° C em contato prolongado com o ar e oxidação lenta quando em contato com oxigênio e cloro a 200 ° C. Geralmente opera em uma faixa de temperatura de-50 a 150 ° C, exibindo boas propriedades de lubrificação em vários substratos sem efeitos corrosivos.
Essas características tornam a graxa de silicone a escolha ideal para um material de interface térmica. Sua baixa tensão superficial permite que ele se espalhe bem nas lacunas nas superfícies do chip e do dissipador de calor. Sua estabilidade térmica garante operação normal em altas temperaturas, e o isolamento elétrico garante a segurança de outros componentes eletrônicos. Para aumentar sua condutividade térmica, enchimentos funcionais, como óxidos metálicos, são adicionados, resultando em graxa de silicone térmica.
A graxa de silicone é naturalmente branca, mas a adição de diferentes cargas pode dar várias cores, como o cinza comum ou o amarelo dourado. Enquanto a qualidade da graxa de silicone contribui para o seu desempenho, o principal determinante é a diferença nos enchimentos adicionados. Termos como graxa de nano-silicone e graxa de silicone de diamante se originam desses enchimentos adicionados.
É essencial notar a distinção entreGraxa de siliconeE gel de silicone. O gel de silicone, usado em indústrias como o aumento dos seios, não tem relação direta com a graxa térmica de silicone.
Como substância química, a graxa de silicone térmica tem vários parâmetros de desempenho que refletem suas características. Compreender esses parâmetros pode ajudar a avaliar o desempenho de um produto de graxa de silicone térmico.
1. Condutividade térmica:
A condutividade térmica é medida em W/m · K (ou W/m · ° C), representando a potência de condução de calor quando uma diferença de temperatura de 1 Kelvin (K = ° C 273,15) existe a uma distância de 1 metro ao longo do eixo de uma coluna com uma área de seção transversal de 1 metro quadrado. Um valor mais alto indica transferência de calor mais rápida e melhor condutividade térmica. Vários materiais têm condutividades térmicas significativamente diferentes. Os metais têm a maior condutividade térmica, seguidos por não metais e líquidos, com os gases sendo os mais baixos. Materiais com condutividades térmicas menores ou iguais a 0,055 W/m · K são considerados materiais isolantes altamente eficientes, enquanto aqueles maiores ou iguais a 500 W/m · K são considerados materiais condutores altamente eficientes. A condutividade térmica dos produtos comuns de graxa de silicone térmico é geralmente acima de 1 W/m · K, com excelentes produtos atingindo 6 W/m · K ou mais-mais de 200 vezes a do ar. No entanto, em comparação com metais como cobre e alumínio, a condutividade térmica da graxa de silicone térmico é de apenas cerca de 1/100.
2. condutância térmica:
A condutância térmica refere-se à quantidade de calor transferido através de uma área de 1 metro quadrado em 1 hora com uma diferença de temperatura do fluido de 1 ° C (ou 1 K) sob condições estáveis de transferência de calor. É medido em W/m² · K (ou W/m² · °C). É crucial notar que a condutância térmica e a condutividade térmica são conceitos distintos.
3. resistência térmica:
A resistência térmica indica a eficácia com que um objeto impede a condução de calor. É medido em ° C/W, representando a diferença de temperatura nas extremidades do caminho de condução térmica quando a potência de transferência de calor contínua é de 1W. A resistência térmica mais baixa é melhor, pois, sob a mesma temperatura ambiental e energia térmica, a resistência térmica mais baixa resulta em uma temperatura mais baixa para o objeto de aquecimento. A magnitude da resistência térmica é altamente dependente dos materiais usados na graxa térmica de silicone.
4. Viscosidade:
A viscosidade mede a resistência interna ao fluxo dentro de um fluido. É expresso em poise ou Pa · s para viscosidade dinâmica. Para graxa de silicone térmica, uma viscosidade de cerca de 2500 poise fornece uma boa propagação, permitindo que ela se espalhe facilmente pelo chip & #39; S superfície sob certa pressão, mantendo uma certa viscosidade, evitando que o excesso de graxa flua durante a compressão. No entanto, poucos produtos de graxa de silicone térmico fornecem este parâmetro de desempenho.
5. Faixa de temperatura operacional:
Devido às características da própria graxa de silicone, sua faixa de temperatura operacional é ampla. A temperatura de operação é um parâmetro importante garantindo que a graxa de silicone térmica esteja em um estado sólido ou líquido. Em temperaturas excessivamente altas, o volume de fluido da graxa de silicone.
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