导热材料性能测试设备制造技术

一种导热材料性能测试设备，包括热阻测试装置，其特征在于，该装置还包括向热阻测试装置施加压力的压力施加装置，用于检测施加压力值的压力测量装置及用于测量导热材料变形后的实际厚度值的厚度测量装置，所述压力施加装置设于热阻测试装置上部，压力测量装置设于热阻测试装置内，厚度测量装置设于热阻测试装置外侧，通过压力施加装置施加向下的压力，使导热材料被压缩并变形而模拟实际使用状态，并由压力测量装置和厚度测量装置分别测量出所施加的压力值和导热材料变形后的实际厚度，同时由热阻测试装置测得导热材料的上下表面的温差，从而计算得出该导热材料在压缩变形时的导热系数和热阻值，具有实际使用意义。

【技术实现步骤摘要】
导热材料性能测试设备
本专利技术涉及导热材料，特别是涉及一种可测量导热材料在压缩变形后的性能的导热材料性能测试设备。
技术介绍
随着电子产品集成度的提高，产品的发热量也越来越大，对导热材料的需求也日益增加。导热材料种类众多，按形态区分主要分为片状、膏状和流体状导热材料。其中，片状导热材料因方便加工和使用而在实际中被广泛应用。尤其是柔性片状导热材料，因具有良好的界面亲和性和可压缩性，而在电源、伺服电机、变压器等产品领域中应用广泛。目前， 对于片状、膏状导热材料的性能测试，最通用的方法是稳态热流法，该方法是通过测量导热材料上下表面的温差，然后根据傅里叶方程计算出导热材料的热阻和导热系数。如图1所示，在一定的压力下，使发热元件I及散热元件2与待测导热材料3接触,发热元件I与电源连接，接通电源后发热元件I发热，其产生的热量通过待测导热材料3到达散热元件2，通过测量待测导热材料3的上表面温度及下表面温度，从而根据以下公式计算得出该导热材料3的热阻值和导热系数 热阻值R= (Th-Tc) A/Q导热系数K=D/R其中，Th为待测导热材料3的热端温度，Tc为待测导热材料3的冷端温度，A为待测导热材料3的面积(实验前可测试出导热材料3的面积)，Q为发热元件I的发热功率，D为待测导热材料3的厚度(实验前可测试出导热材料3的原始厚度)。基于该方法测试导热材料导热性能的设备比较常见，一般情况下，其能满足大部分导热材料的性能模拟测试，但是现有的这种设备仍存在一定的局限性导热材料在实际使用过程中会受压力作用而产生一定的压缩变形量(压缩变形量用压缩率来表征，压缩率的计算公式为P=(D0-D1)/D0*100%， 其中，P为导热材料的压缩率，DO为导热材料的初始厚度，Dl为导热材料压缩后的厚度)，而现有的设备无法模拟待测导热材料在压缩变形后的实际导热性能。因此，在不考虑产品厚度变化的情况下，现有的设备模拟测试而计算出的导热系数和热阻值与实际值存在一定的偏差，缺乏实际应用意义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，而提供一种可对片状或膏状的待测导热材料施加压力，从而可测量待测导热材料在压力作用下发生压缩变形后的导热性能，并可以此得出该导热材料的压缩率与压力之间关系的导热材料性能测试设备。为解决上述问题，本专利技术提供了一种导热材料性能测试设备，包括热阻测试装置， 其特征在于，该装置还包括向热阻测试装置施加压力的压力施加装置，用于检测施加压力值的压力测量装置及用于测量导热材料变形后的实际厚度值的厚度测量装置，所述压力施加装置设于热阻测试装置上部，压力测量装置设于热阻测试装置内，厚度测量装置设于热阻测试装置外侧，且通过压力施加装置施加向下的压力，使导热材料被压缩并变形而模拟实际使用状态，并由压力测量装置和厚度测量装置分别测量出所施加的压力值和导热材料变形后的实际厚度，同时由热阻测试装置测得导热材料的上下表面的温差。所述压力施加装置包括活动板、固定横梁、丝杆、导柱、支撑架、弹簧及底座，所述导柱固定于底座上，弹簧分别套设于导柱外，并与活动板连接，活动板活动套接于导柱上， 并可沿导柱上下移动，所述支撑架固定于底座上，所述固定横梁固定于支撑架的顶端并位于活动板的上方，所述丝杆螺纹连接于固定横梁中部，并顶着活动板。所述热阻测试装置固定于底座上，其包括发热体、上传热块、上绝热体、下传热块、 下绝热体、散热片及用于测量导热材料的上下表面温差的温差测量器，所述发热体与外部电源连接，并与上传热块接触，所述发热体与上传热块置于上绝热体内，所述下传热块置于上传热块与散热片之间，所述下传热块置于下绝热体内，所述温差测量器设于上传热块与下传热块之间。所述上绝热体与活动板固接，所述散热片固定于底座上。所述上传热块底面与上绝热体底面平齐，所述下绝热体的上表面与下传热体的上表面平齐。所述压力测量装置由压力传感器和显示单元连接而成，所述压力传感器设于下传热块和散热片之间，所述显示单元设于下绝热体外部。所述厚度测量装置包括测厚计、支撑板及测试板，所述测厚计垂直固定于支撑板上，所述支撑板垂直固定于上绝热体的外侧壁上，所述测试板的上下位置与支撑板相对应， 其垂直固定于下绝热体的外侧壁上。所述支撑板的底面与上绝热体的底面相平齐，所述测试板的上表面与下绝热体的上表面平齐。所述测厚计为千分尺、游标卡尺、电子尺中的一种。 所述压力施加装置的施加压力范围为O 250Psi，所述厚度测量装置的导热材料测量厚度范围为O. 05 30mm。本专利技术的有益贡献在于，其解决了现有测试设备无法模拟测量导热材料在压力作用下发生压缩变形后的实际导热性能的问题。本专利技术的导热材料性能测试设备通过设置压力施加装置对待测导热材料施加压力以模拟导热材料在实际使用时的状态，并设置压力测量装置以记录施加的压力值，从而计算得出该导热材料在压缩变形时的导热系数和热阻值。此外，本专利技术的导热材料性能测试设备测量出的多组压力值和厚度值可用于得出该导热材料的热阻值、压力、压缩率三者之间关系。附图说明图1是现有设备测试原理图。图2是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不构成任何限制。本专利技术的导热材料性能测试设备适用于各种片状或膏状导热材料的性能测试。如图2所示，本专利技术的导热材料性能测试设备包括热阻测试装置10、压力施加装置20、压力测量装置30及厚度测量装置40，其中，所述热阻测试装置10是基于稳态热流法的原理用来检测待测导热材料50上下表面的温度差，所述压力施加装置20用于给热阻测试装置10施加压力以使待测导热材料50压缩变形，所述压力测量装置30用于检测压力施加装置20施加于待测导热材料50上的压力，所述厚度测量装置40用于检测待测导热材料 50在压力作用下发生压缩变形后的厚度。具体地说，如图2所示，所述压力施加装置20由活动板21、固定横梁22、丝杆23、 导柱24、支撑架25、弹簧26及底座27固定连接而成。所述底座27为矩形板状体，用于承载热阻测试装置10及固定导柱24和支撑架25。本实施例中，所述导柱24设有4根，其分别垂直固定于底座27的4个转角处边缘，每根导柱24外分别套设有I个弹簧26。所述活动板21为矩形板状体，其四个转角处分别设有I个通孔，用于插入所述导柱24。所述活动板21的的底部分别与所述4个弹簧26固接，使得活动板21可沿导柱24上下移动。所述支撑架25垂直固定于底座27上，用于支撑固定横梁22。所述固定横梁22固定于支撑架 25的顶部，并位于活动板21的正上方。所述丝杆23固定于固定横梁22的中央，其移动方向与活动板21的移动方向一致，其底部抵压在活动板21的上表面，当旋转丝杆23使丝杆 23向下移动时，可带动活动板21向下移动从而给热阻测试装置10施加压力。如图2所示，所述热阻测试装置10包括发热体11、上传热块12、上绝热体13、下传热块14、下绝热体15、散热片16及温差测量器。所述发热体11与外部电源连接，通电时可发热用于模拟热源。所述发热体11的下表面与上传热块12的上表面接触，用于传递热量。 本实施例中，为进一步加块热传递并减少发热体11与上传热块12之间的热量损耗，在发热体11与上传热块12之间的接触面上涂覆有导热硅脂。所述发热体11与上传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热材料性能测试设备，包括热阻测试装置（10），其特征在于，该装置还包括向热阻测试装置（10）施加压力的压力施加装置（20），用于检测施加压力值的压力测量装置（30）及用于测量导热材料（50）变形后的实际厚度值的厚度测量装置（40），所述压力施加装置（20）设于热阻测试装置（10）上部，压力测量装置（30）设于热阻测试装置（10）内，厚度测量装置（40）设于热阻测试装置（10）外侧，且通过压力施加装置（20）施加向下的压力，使导热材料（50）被压缩并变形而模拟实际使用状态，并由压力测量装置（30）和厚度测量装置（40）分别测量出所施加的压力值和导热材料（50）变形后的实际厚度，同时由热阻测试装置（10）测得导热材料（50）的上下表面的温差。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建军，王勇，祝渊，陈克新，
申请(专利权)人：深圳市博恩实业有限公司，
类型：发明
国别省市：