通過氣凝膠隔熱材料實現(xiàn)更好的熱防護

戈爾積極推進電子產(chǎn)品的熱管理

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概述

氣凝膠是一類形態(tài)獨特的材料，具有多孔特性，通常，空氣會占到其體積的95-99%。這種多孔的低密度固體材料輕質(zhì)且耐用，因而使氣凝膠隔熱材料成為多種不同應(yīng)用的有效熱解決方案。

其中，硅氣凝膠所具有的獨特隔熱特性尤為值得一提。氣凝膠的導(dǎo)熱率低于空氣，因此擁有優(yōu)于空氣的熱阻優(yōu)勢。這得益于其2–50 nm的極小孔徑。由于這些孔徑小于空氣分子的平均自由程，使得空氣分子只能在材料中迂回活動，而無法傳遞熱量。這就是所謂的克努森效應(yīng)。

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氣凝膠隔熱材料

氣凝膠隔熱材料已在航空航天業(yè)中應(yīng)用多年，通常以較厚的氣凝膠毯的形式懸浮在厚織物結(jié)構(gòu)中。最近，企業(yè)開始考慮在電子產(chǎn)品中使用硅氣凝膠。

大多數(shù)氣凝膠隔熱材料都是以硅氣凝膠的形式涂覆在無紡布等基材上。這通常會使氣凝膠在整個結(jié)構(gòu)中分布不均，從而導(dǎo)致：

氣凝膠隔熱材料的導(dǎo)熱率不均
因未能與結(jié)構(gòu)穩(wěn)固結(jié)合導(dǎo)致氣凝膠顆粒脫落

但是，戈爾最近開發(fā)并推出了基于氣凝膠的戈爾(GORE)隔熱膜：一款可解決一致性和脫落問題的隔熱產(chǎn)品。

由于氣凝膠在聚四氟乙烯(PTFE)基體中的分布高度一致，我們的硅氣凝膠隔熱材料的導(dǎo)熱率比空氣低20%左右。
戈爾(GORE)隔熱膜與其它隔熱材料相比也十分出眾，因為氣凝膠可與聚四氟乙烯(PTFE)基體穩(wěn)固結(jié)合，不會造成顆粒脫落。
戈爾的處理工藝使我們能夠生產(chǎn)出特定厚度的隔熱膜，并使整個產(chǎn)品組合均具有較低的導(dǎo)熱性。對于間隙大小因設(shè)備而異的電子產(chǎn)品而言，這些都是氣凝膠隔熱材料所具備的顯著優(yōu)勢。

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設(shè)計和安裝氣凝膠隔熱膜

戈爾隔熱膜橫截面

為隔熱膜選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計（厚度和面積）對于實現(xiàn)優(yōu)異的性能結(jié)果至關(guān)重要。在設(shè)計氣凝膠熱管理解決方案時，需要根據(jù)表面熱點的面積來優(yōu)化隔熱膜面積。

戈爾(GORE)隔熱膜以成品的形式提供，這意味著隔熱膜將被模切成適當(dāng)?shù)某叽绾托螤?。將氣凝膠隔熱膜安裝到電子設(shè)備中需要使用粘合劑和防護膜。戈爾可為客戶提供指導(dǎo)和支持，以確保氣凝膠隔熱膜的成功安裝。

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氣凝膠隔熱膜的特性

戈爾(GORE)隔熱膜的導(dǎo)熱系數(shù)約為0.020 W/m?K，具體取決于其厚度。我們的氣凝膠隔熱膜成品的比熱容為1.8J/g °C。在使用過程中，氣凝膠隔熱膜的最高溫度取決于所用的粘合劑。對于戈爾隔熱膜成品來說，最高使用溫度通常為100 °C。通過選擇適合高溫應(yīng)用的粘合劑，其使用溫度可高達320 °C左右。

特性
適用的隔熱膜厚度^a	0.10 mm	0.12 mm	0.23 mm	0.28 mm	0.38 mm	0.53 mm
背膠包邊寬度（最小值）^b	1 mm	1 mm	1 mm	1 mm	1 mm	1.5 mm
導(dǎo)熱系數(shù)(k)^c	0.021 W/m?K		0.020 W/m?K
100 kPa (14.5 psi)下的壓縮率	13%		8%
比熱容^d	1.8 J/g °C
堆積密度	0.37 g/cc
工作溫度^e	-40°C至100 °C
防護膜	黑色PET
背膠類型	丙烯酸
RoHS ^f	符合限值要求
最大產(chǎn)品尺寸	100 mm x 200 mm

^a 基于堆疊的每個組成層所報告的厚度值的標(biāo)稱厚度。
^b 標(biāo)稱最小寬度。
^c 基于ASTM C518修改版的標(biāo)稱導(dǎo)熱系數(shù)值。
^d 根據(jù)ASTM E2716方法B在75°C下測量的標(biāo)稱熱容。
^e 替代背膠要求超過100°C。
^f 據(jù)我們所知，上列產(chǎn)品不含任何超過RoHS指令2011/65/EU中列出的最高濃度值的限制物質(zhì)，并符合RoHS Recast指令第4條（包括委員會授權(quán)指令2015/863）的物質(zhì)限制。

*所有數(shù)值均基于標(biāo)稱特性，非產(chǎn)品規(guī)格和公差。

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低于空氣的導(dǎo)熱率

現(xiàn)在，您可以借助戈爾(GORE)隔熱膜來提高散熱解決方案的效率。戈爾隔熱膜采用先進的氣凝膠技術(shù)，垂直導(dǎo)熱系數(shù)(k_z)遠低于空氣，能夠改進散熱率，性能優(yōu)于同等級別的氣隙。它既可以獨立使用，也可與均熱材料結(jié)合使用，形成性能更高的散熱設(shè)計。

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