熱波分析儀TA35的原理及使用指南

發布日期：2022-08-25      瀏覽次數：2112

最近的智能手機和平板電腦，由于框體薄型，CPU的性能也提高了，所以如何釋放產生的熱成為課題，薄且導熱性高的石墨片被用作導熱材料。另外，汽車的電動化越來越發展，有效地釋放由逆變器等功率器件產生的大量熱的熱設計變得重要，為了降低由功率器件產生時的散熱時的熱阻，使用熱接口材料。在本書中，對作為周期加熱法的一種的、利用點周期加熱放射測溫法的石墨片及熱接口材質的熱擴散率測定方法的測定原理和裝置進行解說。本測定方法是將利用激光的周期加熱和利用放射溫度計的溫度測定相結合的方法，具有加熱不需要加熱器，溫度測定不需要熱電偶，因此熱擴散率可以非接觸地測定的特征。另外，能夠進行試樣的厚度方向及面內方向的熱擴散率測定和厚度方向的熱擴散率的映射，能夠進行石墨片那樣的在面內方向具有高熱擴散率的試樣、TIM那樣的各向異性且不均勻的試樣的測定。

熱波分析儀TA35的測量原理

利用周期加熱源P0eiwt對熱擴散率k的試樣表面進行點加熱。加熱點處的溫度的交流成分表示為Tac=T0e iwt。周期加熱源P0e iwt在周圍引起的溫度傳播可以用下式表示。

 



 

c是每單位體積的比熱容量，r是距點熱源的距離，k是由下式表示的溫度波的波數。

 



 

這里m是熱擴散長度。因此，式(1)中的相位由給出。

 



 

 

熱波分析儀TA35的使用指南

 

可以進行廣泛的測量，從有機薄膜到鉆石。此外，現在可以測量難以測量的高導熱樹脂。我們也接受測量雙層樣品和難加工材料的要求。



你了解樣品的各向異性嗎？
填料(AlN、SiO2、SiC、CNT 等)和樹脂的復合材料需要測量熱擴散率，因為熱導率會因配比而發生很大變化。也可以測量樹脂材料。



用途

電子零件用散熱材料的評價、半導體激光電極的評價、熱電發電材料的評價、硬質合金工具涂層的評價等。

樣本	測量方向	熱擴散率[m 2 s -1 ]
		測量值	參考值*
聚酰亞胺t=25μm	垂直的	0.14×10 -6	0.13×10 -6
	水平的	0.8×10 -6	0.73×10 -6
硅橡膠散熱片	垂直的	1.1×10 -6	不適用更多
	水平的	1.3×10 -6	不適用更多
含碳納米管 (CNT) 的橡膠	垂直的	0.24×10 -6	不適用更多
	水平的	6.0× 10-6	不適用更多
石墨片	垂直的	1.9×10 -6	1.8～2.8×10 -6
	水平的	100× 10-6	90～100× 10-6
高導熱樹脂A 20Wm -1 K -1級	垂直的	1.6×10 -6	2.4×10 -6
（Unitika Ltd.制造）	水平的	16× 10-6	12× 10-6
高導熱樹脂B 5Wm -1 K -1級	垂直的	0.74×10 -6	1.2×10 -6
（Unitika Ltd.制造）	水平的	3.9×10 -6	3.1×10 -6

參考值是指文獻值、目錄值和其他測量方法的測量結果。