導熱技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
導熱技術的實例教程
圖1-1 各種規格的圓柱形鋰電池
圓柱形鋰電池通常采用螺旋電極組件，由于在徑向傳導路徑中電極和電解質層
之間存在大量軸向上沒有的界面，這使得圓柱形鋰離子電池導熱系數在徑向和軸向之間存在著近兩個數量級的差異。導熱系數作為鋰離子電池重要的熱物理性能參數之一，測試就需要覆蓋上述不同規格電池和不同方向的導熱系數，這使得準確測試評價圓柱形鋰離子電池導熱系數面臨著以下幾方面的嚴峻挑戰：
（1）導熱系數測試方法眾多，但針對圓柱形鋰離子電池的特殊外形特征，首
先要需要找出合理的測試方法，以保證測量結果的準確性，這對鋰離子電池的設計和熱管理尤為重要。
（2）圓柱形鋰離子電池一個顯著特點就是明顯的各向異性特征，這就要求導
熱系數測試方法和儀器還需具備各向異性的測試能力。同時，由于圓柱形鋰電池一般都是密封結構，不允許在電池內插入溫度傳感器等探測器，測試只能采用無損形式。由此可見，圓柱形鋰電池的各向異性和無損檢測，明顯增大了測試技術的復雜程度和技術難度，甚至還需開發有些新型測試技術，如圓柱形鋰離子電池徑向導熱系數測試技術。
（3）由于圓柱形鋰電池導熱系數測試涉及到不同形狀和方向，這就要涉及不
同的導熱系數測試方法和設備。但在實際工程應用中，還是希望能對測試方法進行優化和開發測試新技術，從而實現用盡可能少的測試方法和儀器設備以盡可能多的滿足其他規格鋰電池的導熱系數測試需求。
（4）由于鋰離子電池還涉及其他熱性能參數和表征參數，如比熱容和熱失控
等，這樣就要求導熱系數測試方法和儀器能與其他熱性能參數測試儀器集成在一起，使得測試儀器具備多功能性，在一臺測試儀器上可實現多個參數的測試。
展開 圖7 測試的溫升擬合曲線
表3 不同三層模型擬合液體熱擴散系數結果
實驗結果表明：
1） 液體的熱擴散系數測試結果標準偏差為4.3%，而激光閃射儀測量擬合誤差為±5%，在誤差范圍內，說明利用激光閃射法測試液體的導熱系數結果是可取的。
2） 選用三層的擬合模型需要考慮正面和背面的熱損失，采用“三層+脈沖修正”模型擬合熱擴散系數的不確定度低，質量越高，水平越高，其結果可信度比三層絕熱模型擬合的高。此外，通過R2擬合結果說明其計算范圍越寬，擬合模型對于測量總體變差的解釋程度就越高。因此，需要在測試液體熱擴散系數時選用“三層+脈沖修正”模型。
案例分析
從測試結果和擬合數據可以看出，儀器本身自帶的樣品框和測試結果分析軟件可以滿足對液體導熱系數測試的需求，保證了測試結果的穩定性，而且激光閃射導熱儀的測試溫域寬、周期短等特點可有效地提高測試效率。
經驗與建議
對于激光閃射法導熱系數的測試，需要充分利用儀器測試材料適應性廣的特點，從自帶軟件中選用合適的計算模型，進行測試方法開發來滿足業務需求。
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背景描述
導熱硅脂是一種膏狀的導熱界面材料， 主要用于填補兩種材料接合或接觸時產生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，減少傳熱接觸 熱阻，提高器件散熱性能，廣泛應用于航空航天、電子電氣等領域，對電子產品的密集化、小型化和提高其可靠性、精密度及使用壽命都具有重要意義。
硅脂、硅膏一般至少由兩部分構成，通常是由四個部分組成：基體硅油、填料、穩定劑及其他添加劑組成。硅脂、硅膏可以根據需要制成不同用途的產品，導熱硅脂即為其中具有特殊功能的一種。導熱硅脂又稱導熱硅膏，此類硅膏是以硅油為基體，使用導熱性化合物或導熱填料進行填充配制得到的產品，常用作基油的有二甲基硅油、甲基苯基硅油、長鏈烷基硅油和氟烴基硅油等。常見硅油及特點如下：二甲基硅油，用于輕潤滑及密封；甲基苯基硅油，用于低／高溫潤滑用；長鏈烷基硅油，用于塑料潤滑及鋼．鋼潤滑；氟烴基硅油， 用于高溫潤滑，耐化學藥品。常見的導熱填料主要有：(1)金屬類，常見比如銀、銅、鋁等； (2)陶瓷類，氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈹、二氧化硅等；(3)碳素類，比如石墨、石墨烯、碳納米管、炭黑等。填料的形狀可分為顆粒狀、片狀、球型和纖維狀。
展開 企業展品布局
LAYOUT OF ENTERPRISE & BUSINESS EXHIBITION
原材料展示
①導熱填料：無機非金屬：氧化鋁、氧化硅、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鎂、氧化鈹、石墨、炭黑等；金屬粉體：銅粉、銀粉、金粉、鎳粉和鋁粉等
②封裝材料：金屬：鋁、銅（鈹銅）、鎢/銅、鉬/銅、硅/鋁、鈹/鋁、泡沫金屬/多孔金屬等；橡膠；陶瓷：氧化鋁、氧化鋯、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物；玻璃等
③聚合物材料：有機硅、環氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、酚醛樹脂等
導/散熱材料展示
①熱界面材料：導熱硅膠、導熱硅脂、導熱凝膠、導熱墊/碳纖維導熱墊、聚合物基復合導熱材料，液態金屬，導熱灌封膠等
②導熱高分子：導熱塑料（PPS、PA6/PA66、PC、PP、PPA、LDPE、PEEK）、導熱絕緣塑料，導熱橡膠等
③碳材料：石墨膜（PI膜）、金剛石、碳納米管、碳纖維短纖、石墨烯導熱膜等
④陶瓷基板：氧化鋁 (Al2O3)、氮化鋁 (AlN)、氮化硅(Si3N4 )、氧化鈹 (BeO)；碳化硅 (SiC)、氮化硼 (BN) 等
⑤熱沉材料：金屬/合金(半固態壓鑄件)；金剛石/銅、金剛石/鋁等復合材料，石墨/銅、石墨/鋁等復合材料，金屬基復合材料
⑥相變材料（儲熱）：石蠟、脂肪醇、脂肪酸、烷烴基合金；熔鹽、鹽水合物、共晶混合物等
⑦隔熱材料：氣凝膠材料（碳基、二氧化硅、二氧化鋯、氧化鋁等）、碳氈、復合硅酸鹽材料等
⑧固態制冷：熱電制冷、輻射制冷等
⑨輔助材料：離型膜、雙面膠等
導/散熱組件展示
①熱管/均熱板，覆銅板，功率器件（碳化硅、氮化鎵、氧化鎵、MOSFET、IGBT）及模塊等
②風扇，散熱片，水冷板，熱交換器，空預器，導熱/散熱模組等
儀器/設備展示
①分析測試儀器：熱重法、
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企業展品布局
熱管理材料主題展示區
原材料：導熱填料、聚合物基底材料、封裝材料等
導/散熱材料：熱界面材料、導熱高分子材料、碳材料、陶瓷基板、熱沉材料、相變材料（儲熱）等
隔熱材料：氣凝膠、泡沫隔熱材料、真空板、碳氈、復合保溫隔熱材料等
輔助材料與配件：離型膜、雙面膠等
液冷主題展示區
原材料：冷卻液、金屬材料等
零部件：快接頭、管路，膨脹閥、節流閥、電磁閥、泵、冷板、壓縮機、蒸發器、機箱冷量分配單元、不間斷電源等
液冷技術：冷板式液冷、浸沒式液冷、噴淋式液冷、智能溫控技術、模擬仿真與設計、數據中心解決方案等
儀器/設備展示區
分析測試儀器：熱物性測量設備、氣體檢測和分析、黏度計、拉力機、密度計、硬度儀、X射線衍射儀、漏液檢測等
自動化設備：點膠機、涂布/覆膜/壓延/收卷、碳化/石墨化、模切；研磨、分散、均質、脫泡、灌裝、封裝、焊接、壓鑄、真空注液等
解決方案展示區
系統級解決方案：熱設計&仿真軟件、風冷技術、液冷技術、3D打印等
導熱散熱組件：熱管/均熱板及零部件、覆銅板、風扇、散熱片、水冷板、導熱/散熱模組等
儲能熱管理：溫控技術與設備、消防與安全等
分析檢測：熱分析檢測/認證、(高校/科研院所)對外測試服務平臺、第三方檢測機構等
創新成果展示區
固態制冷：熱電制冷、輻射制冷、相變制冷等
技術成果與創新產品展示：實驗室技術與成果、企業新品首發、專利技術等
終端應用：功率器件及模塊、通信、消費電子、工控電腦、人工智能、醫療設備、智能安防、激光、電動汽車、分析檢測、光伏等
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iTherMEXPO2023
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大會旨在為導熱材料領域搭建技術交流、信息互通的溝通平臺，促進導熱材料行業技術與產業發展突破。大會熱誠歡迎國內外相關領域的專家、學者、科研人員、企業界代表積極參會，同時歡迎公司、企事業單位展示技術成果，洽談產、學、研合作。
發展了低成本高導熱纖維的制備技術，可促進未來功能纖維在熱管理和柔性儲能等領域應用。
研究成果以“Two-dimensional Topology-Seeded Graphitization for Highly Thermally Conductive Carbon Fibers”為題發表于《Advanced Materials》期刊。
電子技術快速迭代進步，芯片、器件和電子設備等向微型化、高性能化、集成化及多功能等方向發展，功率密度和發熱量急劇攀高。在新質生產力發展背景下，電力電子、半導體、通信、新能源、汽車、綠色建筑等行業迫切的節能環保需求；消費電子、功率器件、5G、人工智能、XR、數據中心、物聯網、動力電池、儲能、工業4.0等領域技術的創新應用，都積極推動了高效的熱管理材料技術和創新性解決方案的發展
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6月3日下午，由[DT新材料]聯合[廣東灣區智能終端工業設計研究院有限公司（以下簡稱研究院）]共同組織的iTherMTalks第6期線下主題沙龍——數據中心智能硬件熱管理——在研究院成功舉辦。20多位行業專家及企業代表齊聚一堂，就數據中心中服務器等智能硬件的新近發展趨勢和熱管理解決方案進行深入交流和探討。
本次沙龍活動伊始，研究院盧煥瑜部長對大家的到來表示了熱烈歡迎
然而，行業內飛榮達、 中石科技、碳元科技、傲川等企業擁有較為先進的導熱材料生產技術， 成功進入優質下游企業的供應商體系，市場份額占比逐步擴大。
盡管到目前為止已經取得了進展，但導熱聚合物復合材料技術的進一步發展仍然需要解決一些挑戰：
（1）傳統方法制備的復合材料要想實現導熱系數的顯著提高，必須加入大量導熱填料，而導熱填料的加入過多不僅會損害材料的力學性能，還會增加界面熱阻。這是由于引入了更多的界面，導致聲子有更多的散射點，阻礙了材料中的熱流。因此，如何在低填料含量下獲得高導熱系數仍然是當前研究的熱點。
材料產業是戰略性、基礎性產業，大會將設置B1 熱界面材料技術與應用論壇、B2 導熱高分子材料技術論壇、B3 碳基熱管理材料技術論壇、B4 熱沉材料與技術論壇、B5 陶瓷基板材料與技術論壇、B6 隔熱保溫材料技術與應用論壇、B7 第二屆固態制冷材料與技術應用論壇等關鍵領域方向，以適應和儲備熱管理新技術的競爭發展。
C. 技術應用
九層之臺，起于累土。
B1 熱界面材料技術與應用論壇
B2 導熱高分子材料技術論壇
B3 碳基熱管理材料技術論壇
B4 熱沉材料與技術論壇
B5 陶瓷基板材料與技術論壇
B6 隔熱保溫材料技術與應用論壇
B7 第二屆固態制冷材料與技術應用論壇
C. 技術應用
九層之臺，起于累土。
參展邀請
INVITATION
電子技術快速更迭進步，芯片、器件及電子設備等向微型化、高性能化、集成化及多功能等方向發展，功率密度和發熱量急劇攀高。雙碳目標下電力電子、半導體、通信、新能源、汽車、綠色建筑等行業迫切的節能環保要求，消費電子、5G、人工智能、XR、數據中心、物聯網、動力電池、儲能、工業4.0以及國家重大戰略需求等領域的技術創新應用
