当导热过程在两个直接接触的固体表面之间进行,为了减小接触热阻,下列做法错误的是()。
A、降低接触表面的粗糙度
B、增大接触面上的挤压压力
C、在接触表面之间衬以导热系数大且硬度大的材料
D、在接触表面之间涂上一层导热系数大的油脂
【正确答案:C】
减小接触热阻常用的方法有降低接触表面的粗糙度、增大接触面上的挤压压力、增加接触面的平行度、在接触表面之间加导热系数大的导热油脂或硬度小延展性好的金属箔。若衬以硬度大、导热系数小的材料会使接触状况更遭、接触热阻增大。
接触热阻来自于接触界面的间隙, 两个金属接触面(散热片和芯片)看起来是接触良好,但是放大后就能看到其实是一些不连续的点接触,并不是面接触. 接触面间隙里填充的都是空气.铝制散热片的导热系数在180W/m,K,而空气的导热系数只有0.1W/m,K以下,而热阻是由三部分累加起来组成的Rth=散热片的热阻Rth1+空气的热阻Rth2+芯片的热阻Rth3因此,降低界面热阻最直接的方法就是用柔软的弹性体,或者具有一定流动的导热率高的材料填充缝隙,这样新的热阻计算式就是 Rth=散热片的热阻Rth1+散热片和导热材料之间的界面热阻Rth2+导热材料的热阻Rth3+ 导热材料和芯片之间的界面热阻Rth4+芯片的热阻Rth5具体可使用的用于降低界面热阻的导热填缝材料有柔性导热片,导热硅脂, 导热灌封材料,导热黏合剂,导热胶带,导热相变材料等, 把这些材料安装在散热片和芯片之间就可以了.界面热阻不可能完全消除,因为有界面. 热量在固体中传输是通过声子振动传播的,晶格结构越对称越完美越不消耗能量, 当晶格中出现缺陷时,就会发生明显的声子散射,消耗能量,热阻增加.界面 显然是个很大的缺陷.
普遍认为接触面两侧保持同一温度,即假定两层壁面之间保持了良好的接触。而在工程实际中由于任何固体表面之间的接触都不可能是紧密的,如图所示,此时接触面两侧存在温度差。在这种情况下,两壁面之间只有接触的地方才直接导热,在不接触处存在空隙,热量是通过充满空隙的流体的导热、对流和辐射的方式传递的,因而存在传热阻力,称为接触热阻。接触热阻等于热源温度减去表面温度除以加热功率。
1、相互接触的物体表面的粗糙度:粗糙度越高,接触热阻越大。
2、相互接触的物体表面的硬度:在其他条件相同的情况下,两个都比较坚硬的表面之间接触面积较小,因此接触热阻较大,而两个硬度较小或者一个硬一个软的表面之间接触面积较大,因此接触热阻较小。
3、相互接触的物体表面之间的压力:显然,加大压力会使两个物体直接接触的面积加大,中间空隙变小。接触热阻也就随之减小。 在工程上,为了减小热阻,出了尽可能抛光接触表面,加大接触压力外,有时在接触表面之间加一层热导率大、硬度又很小的纯铜箔或银箔,或者在接触面涂上一层导热油,在一定压力下,可将接触空隙中的气体排走,显著减小导热热阻。 由于接触热阻的影响因素非常复杂,至今仍无统一的规律可循,只能通过实验加以确定。