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干货分享:美规ASTM D5470中文版本浅析

干货分享:美规ASTM D5470是美国标准协会制定的一份标准性文件.
ASTM D5470标准是基于理想化的热条件。
将给定厚度的测试样品置于两热等温的平行表面之间,热梯度通过两 接触面的温度差施加在试样上,导致热流从试样中通过。热流垂直且均衡的穿过测试表面,同时确保无横向热传输。ASTM D5470标准用于测试处于稳态的电绝缘材料的热阻抗,用于测试以下几大类材料:在受到应力后显示无限变形的粘性液体,如 :硅脂、相变材料、硬胶,这些材料不显示弹性特征,在移除应力后不会回复到原来的状态;粘弹性固体,形变应力始终与材 料内部应力保持平衡,如凝胶、软质橡胶,这些材料显示出于材料厚度相关的线性弹性特征;微小变形的弹性固体,包括陶瓷 、金属及某些塑料。

界面接触热阻会存在于试样和测试界面之间,这些接触热阻很大程度上受试样的表面特性和测试界面施加在试样表 面的压力变化而变化。

测试设备要求,测试表面需要有0.4微米的粗糙度及5微米的平行度。加热器周围必须用高质量的绝缘材料进行保护 ,防止热流在通过测试试的时候泄露。
本设备测试出来的热阻是表观热阻,也就是实测热阻R为本身材料热阻值R1与设备与材料间的 界面热阻值R2之和。
测试材料本身的导热系数就需要消除接触热阻R2
本测试方法测试一种材料三种不同厚度下的面积热阻值(H1 Ri1;H2Ri2H3Ri3)。将厚度与面积热阻拟合直线关系:

R2就是设备和热界面材料之间的接触热阻。导热系数K就是拟合曲线斜率的倒数。
下图为ASTMD5470标准测试设备示意图。

由于接触热阻R2的存在,所以在测试过程中,用一种厚度测试的样品,产品热阻值偏高,有热阻计算出来的导热系数会偏低。

 

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