热阻检测:确保热管理系统的性能与稳定性

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热阻检测:确保热管理系统的性能与稳定性

概括

在现代工业中,热管理系统在保证设备性能和延长使用寿命方面起着至关重要的作用。热阻作为衡量材料或系统传热能力的关键指标,对于确保设备稳定运行至关重要。热阻的检测可以帮助我们深入了解热流如何在不同材料或设备之间传播,从而优化设计和选择材料,提升系统的效率。本文将详细介绍热阻的检测方法、所用仪器以及相关检测项目。

检测样品

热阻检测的样品通常包括各种导热材料、隔热材料以及热管理组件。这些样品可能是金属、陶瓷、复合材料或塑料等,广泛应用于电子设备、建筑材料、汽车工业以及航空航天等领域。在进行热阻检测时,选择适合的样品至关重要,因为不同材料的热导率差异会直接影响检测结果的准确性。

检测项目

热阻的检测项目主要包括以下几个方面:

  • 热导率:衡量材料传导热量的能力,通常以瓦特每米每开尔文(W/m·K)为单位。
  • 热阻值:表征材料或系统对热流的阻碍程度,常用单位为K/W。
  • 接触热阻:特别关注接触面上的热阻,广泛应用于电子元件散热和热接口分析。
  • 温度梯度:检测热流通过材料时,材料两端的温度差异。

这些项目能全面评估热阻特性,帮助工程师优化材料选择与热设计。

检测仪器

进行热阻检测时,常用的仪器包括:

  • 热流计:用于测量热流密度,通过控制样品两端的温度差异来分析其热传导性能。
  • 热导率仪:专门测量固体或液体材料的热导率,采用稳态法或瞬态法进行检测。
  • 激光闪光法设备:通过短时间的激光脉冲加热样品,测量其热扩散特性,从而计算热导率。
  • 热电偶:用于温度测量,常配合其他仪器进行热阻测试。

这些仪器能够提供高精度的检测数据,确保热阻检测结果的可靠性和准确性。

检测方法

热阻检测的常见方法主要包括以下几种:

  • 稳态法:通过施加稳定的热流并测量样品两端的温度差异,计算热阻。这种方法适用于热导率较高的材料。
  • 瞬态法:通过瞬时加热样品并观察温度随时间的变化,计算出材料的热导率和热阻。这种方法适用于具有较低热导率的材料。
  • 薄膜法:用于薄膜样品的热阻检测,尤其适用于微电子学和纳米技术领域。

选择合适的检测方法可以有效提高热阻检测的精度,并根据不同应用场景进行优化。

检测标准(部分)

《 GB/T 33393-2023 鞋类 整鞋试验方法 热阻和湿阻的测定 》标准简介

  • 标准名称:鞋类 整鞋试验方法 热阻和湿阻的测定
  • 标准号:GB/T 33393-2023
    中国标准分类号:Y78
  • 发布日期:2023-12-28
    国际标准分类号:61.060
  • 实施日期:2024-07-01
    技术归口:全国制鞋标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 33393-2016
    主管部门:中国轻工业联合会
  • 标准分类:服装工业鞋类
  • 内容简介:

    国家标准《鞋类 整鞋试验方法 热阻和湿阻的测定》由TC305(全国制鞋标准化技术委员会)归口,主管部门为中国轻工业联合会。

    本文件描述了整鞋热阻和湿阻及吸湿透水汽性能的试验方法。本文件适用于与测试假脚匹配的整鞋热阻和湿阻及吸湿透水汽性能的测定。

《 JJF(纺织)063-2012 纺织品热阻、湿阻仪校准规范 》标准简介

  • 标准名称:纺织品热阻、湿阻仪校准规范
  • 标准号:JJF(纺织)063-2012
    标准状态:确认有效
  • 发布日期:2012-11-30
    归口单位纺织计量技术委员会
  • 实施日期:2012-11-30
    发布部门:国家市场监督管理总局
  • 代替标准:本规范引用了下列文件:GB/T11048纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定(蒸发热板法)ISO11092纺织品.生理效应.稳态条件下耐热和耐水蒸汽性能的测量(TEXTILES—PHYSIOLOGICALEFFECTS—MEASURE
    标准类别:计量检定规程
  • 文件格式:纸质版或者PDF电子版(用Acrobat Reader打开)或Word版本doc格式
  • 内容简介:

    本规范适用于纺织品热阻、湿阻仪及同类仪器的校准,符合ISO11092及GB/T11048—2008中A型仪器要求的仪器也可参照执行。

《 JJG (电子) 04016-1988 bj2984(qr-3)型晶体三极管瞬态热阻测试仪(试行) 》标准简介

  • 标准名称:bj2984(qr-3)型晶体三极管瞬态热阻测试仪(试行)
  • 标准号:JJG (电子) 04016-1988
    标准状态:已作废
  • 发布日期:1988
    归口单位
  • 实施日期:1988
    发布部门:国家市场监督管理总局
  • 代替标准:
    标准类别:计量检定规程
  • 文件格式:纸质版或者PDF电子版(用Acrobat Reader打开)或Word版本doc格式
  • 内容简介:

《 T/CSTM 00919-2023 热界面材料接触热阻 光热辐射法 》标准简介

  • 标准名称:热界面材料接触热阻 光热辐射法
  • 标准号:T/CSTM 00919-2023
    中国标准分类号:K15/C291
  • 发布日期:2023-02-28
    国际标准分类号:29.020
  • 实施日期:2023-05-28
    团体名称:中关村材料试验技术联盟
  • 标准分类:K 房地产业电气工程
  • 内容简介:

    本文件规定了热界面材料接触热阻测试方法为光热辐射法的原理,材料和试样,仪器设备,试验条件,试验步骤,试验数据处理,仪器较准,试验报告的内容本文件适用于导热硅脂、导热凝胶以及导热垫片类热界面材料与其贴合表面材料之间的接触热阻测量,其他类型的热界面材料可以参考本文件使用本文件规定了热界面材料接触热阻测试方法为光热辐射法的原理,材料和试样,仪器设备,试验条件,试验步骤,试验数据处理,仪器较准,试验报告的内容

    本文件适用于导热硅脂、导热凝胶以及导热垫片类热界面材料与其贴合表面材料之间的接触热阻测量,其他类型的热界面材料可以参考本文件使用

《 T/CASAS 016-2022 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管 (SiC MOSFET)结壳热阻瞬态双界面测试方法 》标准简介

  • 标准名称:碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管 (SiC MOSFET)结壳热阻瞬态双界面测试方法
  • 标准号:T/CASAS 016-2022
    中国标准分类号:C397
  • 发布日期:2022-07-18
    国际标准分类号:31.080.01
  • 实施日期:2022-07-18
    团体名称:北京第三代半导体产业技术创新战略联盟
  • 标准分类:C 制造业电子学
  • 内容简介:

    本文件规定了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFET)结壳热阻瞬态双界面测试方法本文件仅适用于SiCMOSFET分立器件以源极和漏极之间的电压V_sd作为测试温敏参数的结壳热阻测试碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiCMOSFET)因具有禁带宽度宽、临界击穿电场强、耐高温性能好等优点,逐渐在雷达探测、医疗通讯、交通运输以及新能源等领域广泛应用

    结壳热阻作为表征热量在导热路径传输能力的重要参数,是直接反映器件热性能的关键技术指标之一,可以为器件的热设计与优化改进提供参考

    因而,准确的热阻测试对于SiCMOSFET的鉴定、评价及其应用具有重要意义

《 T/CIE 121-2021 逆导型IGBT的热阻测试方法 》标准简介

  • 标准名称:逆导型IGBT的热阻测试方法
  • 标准号:T/CIE 121-2021
    中国标准分类号:C397
  • 发布日期:2021-11-22
    国际标准分类号:31.080.01
  • 实施日期:2022-02-01
    团体名称:中国电子学会
  • 标准分类:C 制造业电子学
  • 内容简介:

    本文件以IGBT中体二极管导通电压为热敏参数,建立适用于逆导型IGBT器件的热阻测试电路和方法,规范逆导型IGBT的热阻测试流程,提高测试准确性

《 T/ZZB 0369-2018 纺织品热阻湿阻测试仪 》标准简介

  • 标准名称:纺织品热阻湿阻测试仪
  • 标准号:T/ZZB 0369-2018
    中国标准分类号:W98/C355
  • 发布日期:2018-06-22
    国际标准分类号:59.120.99
  • 实施日期:2018-08-01
    团体名称:浙江省品牌建设联合会
  • 标准分类:C 制造业纺织和皮革技术
  • 内容简介:

    本标准规定了纺织品热阻湿阻测试仪的术语和定义、主要特性和基本参数、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存和质量承诺

    本标准适用于在特定气流速度下、具有恒温恒湿功能并采用蒸发热板法检测纺织品热阻、湿阻的测试仪(以下简称热湿阻仪)

    注:蒸发热板法的结构说明见GB/T11048-2008中5.1

《 T/CSA 047-2019 发光二极管热阻抗测试方法 》标准简介

  • 标准名称:发光二极管热阻抗测试方法
  • 标准号:T/CSA 047-2019
    中国标准分类号:M732
  • 发布日期:2019-12-30
    国际标准分类号:29.140.99
  • 实施日期:2019-12-30
    团体名称:中关村半导体照明工程研发及产业联盟(国家半导体照明工程研发及产业联盟)
  • 标准分类:M 科学研究和技术服务业电气工程
  • 内容简介:

    本标准规定了一种用于发光二极管(LED)或LED阵列的热特性的电学法热阻测试方法本标准适用于直流方式供电的LED,且无自发热的条件下,待测LED的正向电压应与环境温度呈明显线性关系本标准适用于实验室环境和小批量的单颗LED和一定结构的LED阵列(包括LED的串联、并联、混联)的稳态和瞬态条件下热阻和结温的测试本标准不适用于激光二极管的热阻和结温测试本标准规定了一种用于发光二极管(LED)或LED阵列的热特性的电学法热阻测试方法

    本标准适用于直流方式供电的LED,且无自发热的条件下,待测LED的正向电压应与环境温度呈明显线性关系

    本标准适用于实验室环境和小批量的单颗LED和一定结构的LED阵列(包括LED的串联、并联、混联)的稳态和瞬态条件下热阻和结温的测试

    本标准不适用于激光二极管的热阻和结温测试

《 FZ/T 98015-2017 纺织品热阻湿阻测试仪 》标准简介

  • 标准名称:纺织品热阻湿阻测试仪
  • 标准号:FZ/T 98015-2017
    中国标准分类号:W98
  • 发布日期:2017-11-07
    国际标准分类号:59.120
  • 实施日期:2018-04-01
    技术归口:全国纺织机械与附件标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:工业和信息化部
  • 标准分类:纺织和皮革技术纺织机械其他纺织机械制造业FZ 纺织
  • 内容简介:

    行业标准《纺织品热阻湿阻测试仪》由全国纺织机械与附件标准化技术委员会归口上报,主管部门为工业和信息化部。本标准规定了纺织品热阻湿阻测试仪的术语和定义、基本参数、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。本标准适用于在特定气流速度下、具有恒温恒湿功能并采用蒸发热板法检测热阻、湿阻的纺织品热阻湿阻测试仪(以下简称热湿阻仪)。

《 DL/T 1721-2017 电力电缆线路沿线土壤热阻系数测量方法 》标准简介

  • 标准名称:电力电缆线路沿线土壤热阻系数测量方法
  • 标准号:DL/T 1721-2017
    中国标准分类号:F20
  • 发布日期:2017-08-02
    国际标准分类号:29.240
  • 实施日期:2017-12-01
    技术归口:中国电力企业联合会
  • 代替标准:
    主管部门:国家能源局
  • 标准分类:电气工程输电网和配电网输电网和配电网综合DL 电力电力、热力、燃气及水生产和供应业
  • 内容简介:

    行业标准《电力电缆线路沿线土壤热阻系数测量方法》由中国电力企业联合会归口上报,主管部门为国家能源局。本标准规定了采用热线法(参见附录A)测量直埋电缆线路周围土壤热阻系数的现场测量方法。本标准适用于各种埋地敷设电缆线路,包括直埋、穿管以及电缆沟回填敷设等方式下,电缆线路周围均匀回填材料的热阻系数测量。

《 SJ/T 2658.15-2016 半导体红外发射二极管测量方法 第15部分:热阻 》标准简介

  • 标准名称:半导体红外发射二极管测量方法 第15部分:热阻
  • 标准号:SJ/T 2658.15-2016
    中国标准分类号:L53
  • 发布日期:2016-01-15
    国际标准分类号:31.260
  • 实施日期:2016-06-01
    技术归口:工业和信息化部电子工业标准化研究院
  • 代替标准:
    主管部门:工业和信息化部
  • 标准分类:电子学光电子学、激光设备SJ 电子
  • 内容简介:

    行业标准《半导体红外发射二极管测量方法 第15部分:热阻》由工业和信息化部电子工业标准化研究院归口上报,主管部门为工业和信息化部。本部分规定了半导体红外发射二极管(以下简称器件)热阻的测量原理图、测量步骤以及规定条件。本部分适用于半导体红外发射二极管。

《 JB/T 10181.22-2014 电缆载流量计算 第22部分:热阻 自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算 》标准简介

  • 标准名称:电缆载流量计算 第22部分:热阻 自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算
  • 标准号:JB/T 10181.22-2014
    中国标准分类号:K13
  • 发布日期:2014-05-12
    国际标准分类号:29.060
  • 实施日期:2014-10-01
    技术归口:全国电线电缆标准化技术委员会(SAC/TC213)
  • 代替标准:代替JB/T 10181.4-2000
    主管部门:工业和信息化部
  • 标准分类:电气工程电线和电缆电缆JB 机械
  • 内容简介:

    行业标准《电缆载流量计算 第22部分:热阻 自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算》由全国电线电缆标准化技术委员会归口上报,主管部门为工业和信息化部。JB/T10181的本部分规定了自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算方法。本部分适用于平面敷设的任何型式的电缆或电缆群,只要所有的电缆具有相同的直径和相同的损耗。本部分提出电缆相邻敷设时允许载流量降低的计算方法仅限于几种情况:a)正方形敷设时最多为9根电缆,如图1所示;b)以三角形排列的三根电缆构成的回路数最多为6个,包含并列放置至三回路或双层排列至两回路,如图2所示。当电缆周围的空气流受相邻物体限制时应谨慎考虑。对下列情况提出计算方法:--分离敷设的单根电缆或一条回路,可从相同类型的电缆导出电缆群的

《 JB/T 10181.21-2014 电缆载流量计算 第21部分:热阻 热阻的计算 》标准简介

  • 标准名称:电缆载流量计算 第21部分:热阻 热阻的计算
  • 标准号:JB/T 10181.21-2014
    中国标准分类号:K13
  • 发布日期:2014-05-12
    国际标准分类号:29.060
  • 实施日期:2014-10-01
    技术归口:全国电线电缆标准化技术委员会(SAC/TC213)
  • 代替标准:代替JB/T 10181.3-2000
    主管部门:工业和信息化部
  • 标准分类:电缆电气工程电线和电缆JB 机械
  • 内容简介:

    行业标准《电缆载流量计算 第21部分:热阻 热阻的计算》由全国电线电缆标准化技术委员会归口上报,主管部门为工业和信息化部。JB/T10181的本部分规定了电缆热阻的计算方法。本部分适用于敷设在空气或土壤中的所有电压等级的交流电缆,以及5kV及以下直流电缆稳态运行状况。土壤中包括发生或未发生局部土壤干燥的直接埋地、管道、电缆沟或钢管中敷设的电缆。术语“稳态”是指在周围环境假定不变的条件下,连续恒定电流(100%负荷因数)正好足以渐渐地达到导体的最高温度。本部分提供了热阻的计算公式。对某些重要参数的取值未做规定。主要分为三类参数:--与电缆结构有关的参数(如一些绝缘材料的热阻系数),可在公开出版物中选择代表性数值;--与环境条件有关的参数,其值可能变化范

《 JB/T 10181.4-2000 电缆载流量计算 第2部分:热阻 第2节:自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算方法 》标准简介

  • 标准名称:电缆载流量计算 第2部分:热阻 第2节:自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算方法
  • 标准号:JB/T 10181.4-2000
    中国标准分类号:K13
  • 发布日期:2000-04-24
    国际标准分类号:29.060
  • 实施日期:2000-10-01
    技术归口:全国电缆标准华技术委员会
  • 代替标准:被JB/T 10181.22-2014代替
    主管部门:国家机械工业局
  • 标准分类:电气工程JB 机械
  • 内容简介:

    行业标准《电缆载流量计算 第2部分:热阻 第2节:自由空气中不受到日光直接照射的电缆群载流量降低因数的计算方法》,主管部门为国家机械工业局。本标准适用于平面敷设的任何形式的电缆或电缆群,只要所有的电缆具有相同直径和相同损耗。  本标准提出电缆相邻敷设时允许载流量降低的计算方法仅限于几种情况:  a)正方形敷设时最多为9根电缆;  b)以三角形排列的三根电缆构成的回路数最多为6个,包含并列放置至三回路或双层排列至两回路;  当电缆周围的空气流受相邻物体限制时应谨慎考虑。  对下列情况提出计算方法:  ——分离敷设的单根电缆或一条回路,可从相同类型的电缆导出电缆群的载流量降低因数。  ——无载流量数据的情况下,采用提供的数据使用JB/T10181.1和JB/

《 JB/T 10181.3-2000 电缆载流量计算 第2部分:热阻 第1节:热阻的计算 》标准简介

  • 标准名称:电缆载流量计算 第2部分:热阻 第1节:热阻的计算
  • 标准号:JB/T 10181.3-2000
    中国标准分类号:K13
  • 发布日期:2000-04-24
    国际标准分类号:29.060
  • 实施日期:2000-10-01
    技术归口:全国电线电缆标准化技术委员会
  • 代替标准:被JB/T 10181.21-2014代替
    主管部门:国家机械工业局
  • 标准分类:电气工程JB 机械
  • 内容简介:

    行业标准《电缆载流量计算 第2部分:热阻 第1节:热阻的计算》,主管部门为国家机械工业局。本标准适用于敷设在空气或土壤中的所有交流电压等级和5kV及以下直流电压电缆稳态运行状况。土壤中包括无论是否发生局部土壤干燥的直接埋地、管道、电缆沟或钢管中敷设的电缆。术语“稳定”系指在周围环境假定不变的条件下,连续恒定电流(100%负荷因数)正好足以渐近地达到导体的最高温度。  这一节提供了额定载流量和各种损耗的计算公式。  这些公式基本上是严密的,有意对某些重要参数取值未作规定,可分为三组:  ——与电缆结构有关的参数(例如绝缘材料热阻系数),选于公开出版物中代表性数值;  ——与环境条件有关的参数,其值可能变化范围较大,取决于使用

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结语

热阻检测是热管理领域中不可或缺的环节。通过准确测量热阻值,可以优化材料选择、提升设备的热管理效率,进而提升整个系统的稳定性和可靠性。随着科技的进步,热阻检测方法和仪器不断完善,未来将会在更多领域发挥重要作用。因此,掌握热阻的检测技术是各行业工程师和研发人员的必备技能。

结语

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