瞬態平面熱源法測試導熱硅脂的導熱系數

導熱硅脂是以有機硅酮為基體、添加高導熱無機填料（如氧化鋁、氧化鋅、氮化硼等）制成的膏狀熱界面材料，具有絕緣性好、高低溫穩定、界面潤濕性優良等特點，廣泛用于CPU、GPU、功率器件、LED模組與散熱器之間的界面填充，可排除空氣、降低接觸熱阻、提升整機散熱效率。

導熱系數是表征導熱硅脂傳熱能力的核心指標，其數值直接決定界面傳熱效率與器件工作溫度。傳統穩態熱流法測試周期長、對樣品厚度與裝夾壓力敏感，膏狀樣品易出現厚度不均、接觸不良等問題；而瞬態平面熱源法測試速度快、樣品制備簡單、對膏體與軟質材料適配性強，能有效減小接觸熱阻與對流干擾，是導熱硅脂導熱系數測定的優選方法。

一、實驗的操作步驟

1、瞬態平面熱源法的工作原理

瞬態平面熱源法以雙螺旋結構平面探頭同時作為熱源與溫度傳感器，探頭被均勻夾置于兩份相同樣品之間；施加恒定短時加熱功率后，記錄探頭溫度-時間響應曲線，基于非穩態熱傳導模型求解得到材料導熱系數、熱擴散系數等熱物性參數。該方法無需達到熱穩態，測試時間短、溫升小，可很大程度抑制膏體對流與界面滑移，適合導熱硅脂等軟質/膏狀材料測試。

2.測量儀器

DZDR-AS導熱系數測試儀、恒溫油浴和膏體夾具

3.測量樣品

通用型電子散熱導熱硅脂（基體：甲基硅油；填料：Al?O?/ZnO復合體系）

4.實驗步驟

在實驗之前，先將儀器進行校準。將導熱硅脂均勻涂抹于潔凈載片表面，控制厚度，保證無氣泡、無劃痕、邊緣整齊；將平面探頭置于兩片樣品中間，輕壓夾具使樣品與探頭緊密貼合，避免間隙與滑移，然后重復測量，剔除異常值后取平均值，記錄溫升曲線與計算結果。

5.測試圖譜和數據分析

不同溫度下導熱硅脂導熱系數測試結果，3次平行實驗重復性良好。

導熱硅脂導熱系數隨溫度升高呈緩慢線性下降，溫度升高導致有機硅基體分子鏈運動加劇、分子間距增大，基體導熱貢獻略有下降；同時填料-基體界面熱阻小幅上升，共同使整體導熱系數降低。在25~125℃常用工作區間，導熱系數降幅約10.3%，仍保持較高導熱水平，滿足中高溫電子器件散熱需求。