导热系数测试仪测胶水的导热系数

胶水（胶粘剂）作为连接材料的桥梁，广泛应用于电子封装、航空航天、汽车制造等领域。其导热性能直接影响产品的散热效率、粘结可靠性及长期稳定性。例如，电子器件中需使用高导热胶水以导出芯片热量，避免因局部过热导致性能失效；而低温场景（如冷链运输）可能需要低导热胶水以减少热量传递。因此，准确测量胶水的导热系数对其配方优化、质量控制及工程应用至关重要。
一、实验原理
1、瞬态热源法
瞬态热源法是通过平面探头（圆形或方形）向样品注入恒定热流，测量探头表面温升随时间的变化，反演材料的导热系数和热扩散率。
二、实验步骤
1、测量设备：DZDR-AS导热系数测试仪

2、样品制备
​环氧树脂胶：按配比（环氧树脂:固化剂=3:1）混合均匀，涂覆于两片清洁的铝板（尺寸50mm×50mm×1mm）之间，厚度控制在1.0mm，真空脱泡后放入25℃烘箱固化24h；
​硅酮密封胶：直接挤出至铝板间隙（厚度1.5mm），刮平表面，室温放置24h完成硫化；
​铝基导热胶：按比例混合铝粉（粒径20μm，填充量60wt%）与有机硅树脂，涂覆于铝板间（厚度1.2mm），先80℃固化1h，再150℃固化1h。
3、测试过程
将固化后的胶水样品固定在样品台上，确保样品与探头紧密接触，避免空气间隙；
设置测试参数：加热功率P=0.2W（避免样品过热分解），测试时间t=160s（覆盖温升线性增长阶段）；
启动测试，仪器自动记录探头表面温升随时间的变化曲线
每个样品重复测试5次，取平均值以减小随机误差。
4、数据处理与结果

通过与标准样品（亚克力板）对比，仪器测量值（0.21±0.005W/(m·K)）与理论值（0.21W/(m·K)）误差小于3%，表明瞬态平面热源法在该仪器条件下的准确性可靠。
5、胶水导热系数影响因素分析
​分子结构与极性：环氧树脂胶（A）为极性聚合物，分子链间氢键作用强，声子散射显著，故导热系数较低（≈0.31W/(m·K)）；硅酮胶（B）分子链柔性大，自由体积多，导热系数更低（≈0.20W/(m·K)）。
​填料改性：铝基导热胶（C）通过添加高导热铝粉（λ≈200W/(m*K)），显著提升了整体导热性能（≈2.20W/(m·K)），但填料分散不均可能导致局部热阻，测试标准差略大。
​固化程度：环氧树脂胶若固化不完全（如时间不足），分子链交联密度低，自由体积大，导热系数会降低约15%~20%（本实验中固化24h已达完全交联）。

三、实验结论
瞬态平面热源法可快速、准确测量胶水的导热系数（单次测试160s，误差＜3%），适用于小尺寸、软质胶水样品；胶水的导热系数主要由分子结构（极性、自由体积）和填料含量决定，铝基导热胶通过填料改性可显著提升导热性能；测试过程中需控制样品厚度、接触压力及固化程度，以减小误差。