[發(fā)明專(zhuān)利]導(dǎo)熱材料性能測(cè)試設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210504979.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102980910A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭建軍;王勇;祝淵;陳克新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市博恩實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/20
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 深圳市攜眾至遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44306
• 代理人: 成義生;肖溶蘭

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱材料，特別是涉及一種可測(cè)量導(dǎo)熱材料在壓縮變形后的性能的導(dǎo)熱材料性能測(cè)試設(shè)備。

【背景技術(shù)】

隨著電子產(chǎn)品集成度的提高，產(chǎn)品的發(fā)熱量也越來(lái)越大，對(duì)導(dǎo)熱材料的需求也日益增加。導(dǎo)熱材料種類(lèi)眾多，按形態(tài)區(qū)分主要分為片狀、膏狀和流體狀導(dǎo)熱材料。其中，片狀導(dǎo)熱材料因方便加工和使用而在實(shí)際中被廣泛應(yīng)用。尤其是柔性片狀導(dǎo)熱材料，因具有良好的界面親和性和可壓縮性，而在電源、伺服電機(jī)、變壓器等產(chǎn)品領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。目前，對(duì)于片狀、膏狀導(dǎo)熱材料的性能測(cè)試，最通用的方法是穩(wěn)態(tài)熱流法，該方法是通過(guò)測(cè)量導(dǎo)熱材料上下表面的溫差，然后根據(jù)傅里葉方程計(jì)算出導(dǎo)熱材料的熱阻和導(dǎo)熱系數(shù)。如圖1所示，在一定的壓力下，使發(fā)熱元件1及散熱元件2與待測(cè)導(dǎo)熱材料3接觸，發(fā)熱元件1與電源連接，接通電源后發(fā)熱元件1發(fā)熱，其產(chǎn)生的熱量通過(guò)待測(cè)導(dǎo)熱材料3到達(dá)散熱元件2，通過(guò)測(cè)量待測(cè)導(dǎo)熱材料3的上表面溫度及下表面溫度，從而根據(jù)以下公式計(jì)算得出該導(dǎo)熱材料3的熱阻值和導(dǎo)熱系數(shù)：

熱阻值R=(Th-Tc)A/Q

導(dǎo)熱系數(shù)K=D/R

其中，Th為待測(cè)導(dǎo)熱材料3的熱端溫度，Tc為待測(cè)導(dǎo)熱材料3的冷端溫度，A為待測(cè)導(dǎo)熱材料3的面積（實(shí)驗(yàn)前可測(cè)試出導(dǎo)熱材料3的面積），Q為發(fā)熱元件1的發(fā)熱功率，D為待測(cè)導(dǎo)熱材料3的厚度（實(shí)驗(yàn)前可測(cè)試出導(dǎo)熱材料3的原始厚度）。基于該方法測(cè)試導(dǎo)熱材料導(dǎo)熱性能的設(shè)備比較常見(jiàn)，一般情況下，其能滿(mǎn)足大部分導(dǎo)熱材料的性能模擬測(cè)試，但是現(xiàn)有的這種設(shè)備仍存在一定的局限性：導(dǎo)熱材料在實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)受壓力作用而產(chǎn)生一定的壓縮變形量（壓縮變形量用壓縮率來(lái)表征，壓縮率的計(jì)算公式為：P=（D0-D1）/D0*100%，其中，P為導(dǎo)熱材料的壓縮率，D0為導(dǎo)熱材料的初始厚度，D1為導(dǎo)熱材料壓縮后的厚度），而現(xiàn)有的設(shè)備無(wú)法模擬待測(cè)導(dǎo)熱材料在壓縮變形后的實(shí)際導(dǎo)熱性能。因此，在不考慮產(chǎn)品厚度變化的情況下，現(xiàn)有的設(shè)備模擬測(cè)試而計(jì)算出的導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻值與實(shí)際值存在一定的偏差，缺乏實(shí)際應(yīng)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，而提供一種可對(duì)片狀或膏狀的待測(cè)導(dǎo)熱材料施加壓力，從而可測(cè)量待測(cè)導(dǎo)熱材料在壓力作用下發(fā)生壓縮變形后的導(dǎo)熱性能，并可以此得出該導(dǎo)熱材料的壓縮率與壓力之間關(guān)系的導(dǎo)熱材料性能測(cè)試設(shè)備。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱材料性能測(cè)試設(shè)備，包括熱阻測(cè)試裝置，其特征在于，該裝置還包括向熱阻測(cè)試裝置施加壓力的壓力施加裝置，用于檢測(cè)施加壓力值的壓力測(cè)量裝置及用于測(cè)量導(dǎo)熱材料變形后的實(shí)際厚度值的厚度測(cè)量裝置，所述壓力施加裝置設(shè)于熱阻測(cè)試裝置上部，壓力測(cè)量裝置設(shè)于熱阻測(cè)試裝置內(nèi)，厚度測(cè)量裝置設(shè)于熱阻測(cè)試裝置外側(cè)，且通過(guò)壓力施加裝置施加向下的壓力，使導(dǎo)熱材料被壓縮并變形而模擬實(shí)際使用狀態(tài)，并由壓力測(cè)量裝置和厚度測(cè)量裝置分別測(cè)量出所施加的壓力值和導(dǎo)熱材料變形后的實(shí)際厚度，同時(shí)由熱阻測(cè)試裝置測(cè)得導(dǎo)熱材料的上下表面的溫差。

所述壓力施加裝置包括活動(dòng)板、固定橫梁、絲桿、導(dǎo)柱、支撐架、彈簧及底座，所述導(dǎo)柱固定于底座上，彈簧分別套設(shè)于導(dǎo)柱外，并與活動(dòng)板連接，活動(dòng)板活動(dòng)套接于導(dǎo)柱上，并可沿導(dǎo)柱上下移動(dòng)，所述支撐架固定于底座上，所述固定橫梁固定于支撐架的頂端并位于活動(dòng)板的上方，所述絲桿螺紋連接于固定橫梁中部，并頂著活動(dòng)板。

所述熱阻測(cè)試裝置固定于底座上，其包括發(fā)熱體、上傳熱塊、上絕熱體、下傳熱塊、下絕熱體、散熱片及用于測(cè)量導(dǎo)熱材料的上下表面溫差的溫差測(cè)量器，所述發(fā)熱體與外部電源連接，并與上傳熱塊接觸，所述發(fā)熱體與上傳熱塊置于上絕熱體內(nèi)，所述下傳熱塊置于上傳熱塊與散熱片之間，所述下傳熱塊置于下絕熱體內(nèi)，所述溫差測(cè)量器設(shè)于上傳熱塊與下傳熱塊之間。

所述上絕熱體與活動(dòng)板固接，所述散熱片固定于底座上。

所述上傳熱塊底面與上絕熱體底面平齊，所述下絕熱體的上表面與下傳熱體的上表面平齊。

所述壓力測(cè)量裝置由壓力傳感器和顯示單元連接而成，所述壓力傳感器設(shè)于下傳熱塊和散熱片之間，所述顯示單元設(shè)于下絕熱體外部。

所述厚度測(cè)量裝置包括測(cè)厚計(jì)、支撐板及測(cè)試板，所述測(cè)厚計(jì)垂直固定于支撐板上，所述支撐板垂直固定于上絕熱體的外側(cè)壁上，所述測(cè)試板的上下位置與支撐板相對(duì)應(yīng)，其垂直固定于下絕熱體的外側(cè)壁上。

所述支撐板的底面與上絕熱體的底面相平齊，所述測(cè)試板的上表面與下絕熱體的上表面平齊。

所述測(cè)厚計(jì)為千分尺、游標(biāo)卡尺、電子尺中的一種。