气凝胶是一种源自凝胶体的固体,凝胶体的液体成分被空气替代,使得它干燥且多孔。
事实上,90%以上的体积为真空,因此气凝胶是世界上最轻的固体材料。
其密度比玻璃小1000倍,因此它也是世界上密度最低的固体材料。
其紧密分布的粒径特别适合绝热应用,因为气凝胶的导热性能极低、抗剪能力很高且疏水性很强。
气凝胶有三个优点:质量轻、隔热强、承受力大。
首先它的密度约为玻璃的千分之一,说它是世界最轻的材料一点也不夸张。
其次气凝胶几乎能阻止热传递的所有途径,从而达到其他材料无法比拟的绝热效果,最后它可以承受相当于自身质量几千倍的压力。
正是由于气凝胶有这么多优点,所以被广泛用于各行各业。
比如在航空航天和国防军工领域,气凝胶可以作为飞机机舱的隔热层材料,也可作为核潜艇、蒸汽动力导弹驱逐舰的核反应堆,以及复杂的高温蒸汽锅炉系统的高效隔热材料。
气凝胶的制备需要昂贵的制备成本。
而且材料本身超高孔隙率,表现出来了它难以克服的低强度以及低韧性,普通的气凝胶只需要手指便能捏碎。
且由于气凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体,因此,其结构不稳定。
以上陈述的缺点均是制约其广泛应用的瓶颈。
硅脂和硅胶的区别?
硅脂和硅胶的区别:硅脂和硅胶虽然只是在字面上差两个字,而且都是导热材料,但是却是完全不一样的两样东西。
相对而言,硅脂的适用范围更广一点,几乎适合任何散热条件的需要;而由于硅胶一旦粘上后难以取下,因此大多数时候被用在一些只需要一次性粘合的场合,比如显卡显存颗粒和内存颗粒等的散热片。
硅胶的主要用途是黏结剂。
我们一般需要购买的都是主要起导热作用的硅脂,大家可不要再买错啊。
硅胶与硅脂都是有助于系统散热的材料,所不同的是,硅胶是具有良好导热性能与绝缘性,并且在较高温度下不会丧失粘性的浅黄色半透明胶水,主要用于在设备表面粘贴散热片;而硅脂则不具有粘性,是乳状液体或膏状物,它的作用是填补芯片与散热片之间的空隙,提高热传导效率。
硅胶的特点:硅胶,属于一种单组分室温硫化的液体橡胶。
一旦暴露于空气中,其中的硅烷单体就发生缩合,形成网路结构,体系交联,不能熔化和溶解,有弹性,成橡胶态,同时粘合物体。
其导热性比一般的橡胶稍高,但是与导热硅脂相比低很多,而且一旦固化,很难将粘合的物体分开,一般只能用在显卡、内存散热片。
硅胶主要用于中低端显卡散热片和主芯片的粘合,以及显存颗粒、内存颗粒等的与散热片的粘合。
高端的产品一般是采用散热片加硅脂,然后用卡子将散热片固定在基板上,但这样做会提高成本。
由于中低端显卡芯片和显存颗粒上不好固定散热片,而且中低端显卡上的散热片一般也都比较小,所以采用硅胶粘合比较普遍;而高端显卡和CPU产生的热量一般远大于中低端显卡芯片和显存颗粒产生的热量,而且CPU的个头也比较大,所以都采用硅脂加散热片和扣具的形式。
如果用在了CPU上会导致过热,而且很难将散热片取下来,用力往下拔有可能直接损坏CPU或CPU插座。
而如果用力往下拔硅胶粘合的显卡散热片则有可能将显示芯片从PCB上拔下来。
从这一点上大家也能看出来谁的导热效果更好一点了吧。
硅胶应用中的最大隐患就是在芯片热量高到一定程度的时候,会丧失粘性。
虽然硅胶在较高温度下不会丧失粘性,但使用时间长了,而散热片上的热量也不能及时排走,那硅胶“熔化”的可能性是相当大的。
我就遇到过两次只有散热片而没有风扇的显卡在使用中散热片掉落的情况。
硅脂的特点:硅脂的应用相对于硅胶来说就广泛多了。
很多工业上需要散热的地方都是用的导热硅脂。
而且硅脂的种类很多,人们通过向纯导热硅脂中添加一些“杂质”来使它的导热能力提高。
这些杂质就是石墨粉、铝粉、铜粉、银粉等等。
纯净的纯硅脂是纯粹的白色或者乳白色,掺杂了石墨的硅脂颜色发暗灰黑,掺杂了铝粉的硅脂有些发灰发亮,稍微偏灰的是含银的,而掺杂了铜粉的硅脂则有些泛黄或者金黄。
现在某些高档导热硅脂使用银粉或铝粉作为填料,是利用了金属的高导热性,但是相对来说金属颗粒比较大,填充效果较差,其性能提高幅度并不大,而且使硅脂具有导电性,使用不当容易造成短路。
当然现在工艺先进了不是掺入纯净的金属粉末,而是一些导热很强的金属氧化物,所以现在的导热脂不用害怕会短路CPU。
笔者曾用万用表查过导热脂的电阻率,酷冷、TT、STAR的电阻率都在兆欧姆以上。
导热凝胶与导热硅脂有什么区别?
导热凝胶与导热硅脂是电子产品中常用的两种导热介质,它们在应用领域广泛。
两者在成分、结构、导热性能以及特性上有显著差异,下面我们具体分析。
成分和结构方面,导热凝胶由导热填料与胶体材料组成,常见填料为氧化铝、氮化硼或氧化硅,而胶体材料多为硅橡胶。
导热凝胶呈凝胶状,具有柔软特性,易于成型及填充空隙。
相比之下,导热硅脂主要由金属氧化物填料和有机硅胶构成,以硅氧键连接,形成膏状或胶状结构,同样能均匀分散填料,便于在导热表面涂抹并填充间隙。
在导热性能上,导热凝胶的导热系数一般在1.0~10.0 W/mK之间,适用于对导热性能要求不高场景,如电路板散热、LED灯散热等。
而导热硅脂的导热系数普遍较高,可达1.0~20.0 W/mK以上,适用于对导热性能要求高的场合,例如CPU、GPU散热、电源模块散热及电子元器件导热。
特殊性质方面,导热凝胶具备良好的柔软性,适合适应不规则表面或填充微小间隙,同时,一些产品具有较好的绝缘性能,能防止电子元件间的短路。
导热硅脂则因高粘度而在表面形成均匀导热层,且部分产品具有耐高温性能,在高温环境下保持稳定导热。
应用领域上,导热凝胶适用于对导热性能要求不高、对绝缘性能有要求的场合,如电子设备、LED照明等。
导热硅脂则主要用于要求高导热性能及耐高温性能的应用,如高性能电子设备、电源模块及高热环境下的电子元器件散热。
综上,导热凝胶与导热硅脂在成分、结构、导热性能及特性上有所区别,选择合适导热材料时,需根据具体应用场景和性能需求来决定。