用高低温试验箱测导热硅胶垫里的导热系数波动

参考标准：GB/T 10294-2021、ASTM D5470-17、GB/T 2423.22-2021

应用领域：新能源电控散热垫片、LED设备导热垫、工控芯片导热硅胶垫、车载电子散热组件

方案摘要：本方案采用高低温试验箱模拟电子设备高低温交变服役环境，对导热硅胶垫进行温变老化测试，检测不同温变周期下材料导热系数、厚度、硬度变化，量化高低温循环对导热硅胶垫散热性能稳定性的影响。

一、实验目的

导热硅胶垫长期经历高低温交替变化，易出现材质硬化、收缩、形变，导致导热界面贴合度下降，导热系数波动偏移，造成电子设备散热不良、高温积热故障。静态常温测试无法反映温变工况下的性能波动，高低温循环测试可精准验证材料散热稳定性。

二、实验仪器、耗材、试剂

仪器：可编程高低温试验箱、精密导热系数测试仪、厚度检测仪、硬度计；耗材：同款常规、改性导热硅胶垫各15片；试剂：无水乙醇、无尘清洁液

三、实验过程

1. 取样：选取厚度均匀、无气泡、无破损的硅胶垫试样，测试初始导热系数、厚度、硬度参数。2. 样品处理：试样平整放置，无挤压形变，保证温变环境均匀作用于材料整体。3. 参数设置：-20℃低温保温30min、70℃高温保温30min，单次循环60min，累计完成200次循环测试。

四、实验结果

200次高低温循环后，改性导热硅胶垫初始导热系数3.85W/(m·K)，测试后3.76W/(m·K)，波动幅度2.3%，厚度形变≤0.02mm；常规硅胶垫初始导热系数3.20W/(m·K)，测试后2.95W/(m·K)，波动幅度7.8%，局部轻微硬化。改性材料合格率100%，常规材料合格率73.3%。

五、数据分析

添加导热填料与耐温改性剂的硅胶垫，分子结构稳定性强，温变循环下不易形变老化，导热性能波动极小；普通硅胶垫耐温变性能弱，反复冷热交替会导致内部填料分布偏移、材质老化，直接引发导热系数下降、散热性能衰减。

六、讨论总结

改性导热硅胶垫适配高低温交变复杂工况，常规硅胶垫仅适用于恒温室内场景。本测试可精准量化温变工况下导热材料性能波动，为电子散热配件选型与可靠性验证提供依据。

以上方案仅供参考，在实际试验过程中，可根据具体的试验需求、资源条件以及产品的特性进行适当调整与优化。

原创作者：广东皓天检测仪器有限公司