咨詢熱線：86-180-2471-0229

匯為熱管理材料：從基礎(chǔ)材料學(xué)的角度來了解導(dǎo)熱界面材料

匯為熱管理材料：從基礎(chǔ)材料學(xué)的角度來了解導(dǎo)熱界面材料(導(dǎo)熱墊)
無論是含硅還是非硅的導(dǎo)熱墊，基本都屬于粘彈性材料。接下來，匯為熱管理技術(shù)的團隊將會大概解釋下什么是粘彈性材料，所謂粘彈性材料就是能同時表現(xiàn)出粘性流動和彈性行為之間的一種材料。那究竟是彈性還是粘性占主導(dǎo)地位，很大程度上取決于施加于材料上的力的速率。
粘彈性是一種與速率相關(guān)的現(xiàn)象，小孩玩具“橡皮泥”就是一個典型的例子，與大多數(shù)導(dǎo)熱墊一樣，橡皮泥是一種高度填充的硅膠材料。大多數(shù)人可能都有過這樣的經(jīng)歷，如果慢慢拉動橡皮泥，材料會拉伸變薄到極點而不會斷裂。同樣，如果向橡皮泥表面緩慢地施加壓縮力（例如，重力隨時間推移對其的作用力），則該材料會蠕變、流動并變平。在這兩種情況下，橡皮泥的粘性都大于彈性，通過流動形成最終的形狀。這些緩慢施加的力使橡皮泥內(nèi)的硅膠分子重新排列成一種結(jié)構(gòu)，以減輕和緩解作用在其上的力。
相反，如果向橡皮泥表面快速施加壓縮力（例如，快速摔橡皮泥球），則該材料會變得堅硬并具有彈性，可抵抗形變，然后迅速恢復(fù)為原始形狀，使球彈跳。如果迅速拉動橡皮泥，材料會再次產(chǎn)生彈性，在相對較小的拉力下就會迅速斷成兩半。在這兩種情況下，相對于施加力的速度，硅膠分子根本沒有足夠的時間來重新排列結(jié)構(gòu)，因此材料做出了彈性反應(yīng)。
\
用相似但沒有那么極限的方式，如果向導(dǎo)熱墊材料表面施力，樹脂內(nèi)部膠合強度的反應(yīng)方式取決于施加力的速度。彈性和粘度這兩個要素始終存在，但它們之間的平衡取決于作用力的施加速度。當(dāng)TIM發(fā)生形變時，應(yīng)力將同時積累和消散。凈總應(yīng)力取決于應(yīng)變速率。通常，應(yīng)力積累占主導(dǎo)地位。然而，一旦形變運動停止，應(yīng)力積累就會停止，而消除應(yīng)力的內(nèi)部分子重排將繼續(xù)；因此，凈效應(yīng)是壓力急劇下降。這種壓力消散一直持續(xù)到墊片達到內(nèi)部平衡，并保持一個恒定的壓力。
因此，我們不難理解，在形變期間減小導(dǎo)熱界面材料壓力的一個最重要的方法就是：降低導(dǎo)熱墊形變速度或分階段或分步驟地使材料形變，進而確保有足夠的時間發(fā)生內(nèi)部分子重排，并降低總凈壓力。導(dǎo)熱墊片形變速度越快，產(chǎn)生的彈性就越大，由于消散分子發(fā)生重排的時間更少，因此應(yīng)力迅速增大。緩慢形變，總壓力仍將增大，但同時松弛度也會更大。
蠕變是導(dǎo)熱材料粘彈性產(chǎn)生的另一種現(xiàn)象。蠕變是指導(dǎo)熱墊片在恒力作用下變薄。例如，橡皮泥球在長時間放置后，就會變平。它是在恒定的重力作用下通過流動而變薄變平。雖然導(dǎo)熱墊片不會在重力作用下變平，但在某些情況下，可在導(dǎo)熱墊片表面施加很小的壓力，使其能隨時間慢慢蠕變至最終所需的厚度。在這種持續(xù)施力的情況下（例如，在系統(tǒng)內(nèi)使用彈簧或夾子），具有高柔性的導(dǎo)熱墊片在可接受的壓力下，其厚度通常會明顯減小。以此方式，材料將緩慢形變，并且通?？梢员苊獬霈F(xiàn)較大的壓力峰值。