Máy trộn hợp chất truyền nhiệt không dùng lưỡi dao nhằm giảm điện trở nhiệt thấp

Trộn và khử khí keo tản nhiệt và gel tản nhiệt là gì?
Đây là quá trình phân tán đều các chất độn dẫn nhiệt trong ma trận silicone hoặc nhựa tổng hợp và loại bỏ các bọt khí vi mô dưới chân không, nhằm đảm bảo hợp chất thành phẩm dẫn nhiệt đúng như thiết kế.

Các máy chủ AI, trạm gốc 5G và linh kiện điện tử công suất cho xe điện (EV) vận hành ở nhiệt độ cao, khiến vật liệu quản lý nhiệt trở thành một danh mục sản phẩm có mức độ quan trọng rất cao.
Các loại gel và keo dẫn nhiệt đang dần thay thế các miếng đệm truyền thống vì chúng được áp dụng với lực tác động thấp, dễ nén và phù hợp với quy trình bơm tự động.
Tuy nhiên, việc chuẩn bị chúng đòi hỏi nhiều công sức hơn nhiều so với việc trộn dầu và bột.

Các loại gel dẫn nhiệt thường kết hợp nhựa silicone với lượng chất độn dẫn nhiệt rất cao như nhôm oxit, boron nitrua và kẽm oxit — thường vượt quá 70% theo khối lượng.
Hàm lượng chất rắn cao gây ra một chuỗi vấn đề trong quy trình, trực tiếp hạn chế hiệu suất dẫn nhiệt.

Bốn vấn đề của quy trình trộn có hàm lượng chất rắn cao

• Sự phân tán chất độn không đồng đều.
  Các cụm bột hoặc lắng xuống đáy container, khiến tỷ lệ chất độn tại từng vị trí bị mất cân bằng.
  Đường dẫn nhiệt bị gián đoạn và điện trở nhiệt dao động một cách khó lường.
• Hiện tượng tách pha dầu–bột.
  Khi pha dầu và bột không liên kết chặt chẽ với nhau, hỗn hợp sẽ phân tầng sau khi để yên và hiệu suất từng mẻ sẽ thay đổi thất thường.
• Nhiệt xử lý.
  Ma sát cắt từ quá trình trộn có độ đặc cao làm tăng độ nhớt và làm chậm thử nghiệm, kéo dài thời gian phát triển công thức.
• Các bọt khí cản trở việc truyền nhiệt.
  Không khí là chất dẫn nhiệt kém.
  Ngay cả những bọt vi mô nhỏ nhất cũng làm suy giảm rõ rệt khả năng dẫn nhiệt và độ tin cậy.

Quy trình chuẩn bị bốn bước

1. Trộn sơ bộ.
   Cân pha dầu và các chất độn theo công thức, sau đó trộn sơ bộ ở tốc độ thấp (khoảng 500–1000 vòng/phút trong 1–2 phút) để bột thấm ướt trước khi tiến hành trộn ở tốc độ cao.
2. Phân tán.
   Trộn ly tâm ở khoảng 1500–2000 vòng/phút trong 2–3 phút nhằm phá vỡ các cụm hạt và phân tán đều các chất độn.
3. Khử khí dưới chân không.
   Giữ ở chân không cấp 0,2 kPa trong 2–4 phút để loại bỏ các bọt vi mô và khôi phục đường dẫn nhiệt.
4. Xác minh.
   Kiểm tra sự tách lớp và đo độ dẫn nhiệt cùng độ nhớt để xác nhận mẻ sản xuất ổn định và nằm trong thông số kỹ thuật.

Tại sao nên chọn Máy trộn ly tâm hành tinh của SMIDA dành cho vật liệu nhiệt

Thiết kế của SMIDA giải quyết từng vấn đề một cách trực tiếp:

• Trộn không dùng lưỡi dao.
  Các chất độn gốm cứng không bao giờ tiếp xúc với bộ phận kim loại, do đó không xảy ra mài mòn và không gây nhiễm bẩn.
• Khử khí chân không.
  Các vi bọt khí — vốn sẽ hoạt động như những điểm ngắt mạch nhiệt — được loại bỏ trong cùng một chu kỳ.
• Tùy chọn kiểm soát nhiệt độ.
  Các mô hình TTC ngăn chặn hiện tượng quá nhiệt khi trộn vật liệu có hàm lượng chất rắn cao, từ đó bảo vệ độ nhớt và đẩy nhanh tiến độ thử nghiệm.
• Mở rộng quy mô trên một nền tảng duy nhất.
  Từ các mẫu phòng thí nghiệm 1 g đến các mẻ sản xuất trên 100 kg (phạm vi thiết bị từ 150 g đến trên 100 kg), cùng các thông số đó được áp dụng trực tiếp — không cần điều chỉnh lại khi mở rộng quy mô.

Các câu hỏi thường gặp

Tại sao chất dẫn nhiệt của tôi cho kết quả dẫn nhiệt không ổn định giữa các mẻ?

Hai nguyên nhân chủ yếu là: các cụm chất độn chưa được phân tán đều và các bọt khí vi mô bị giữ lại.
Phân tán hoàn toàn kế tiếp bằng khử khí chân không sẽ loại bỏ cả hai vấn đề; đồng thời, các thông số đã lưu sẽ đảm bảo tính nhất quán cho mọi mẻ.

Máy trộn ly tâm hành tinh thực sự có thể xử lý tải độn trên 70% không?

- Vâng.
Lực ly tâm tác động đồng thời lên toàn bộ mẻ trộn, do đó ngay cả các hợp chất có hàm lượng chất rắn rất cao cũng được trộn đều mà không có vùng chết — điều mà các máy trộn lưỡi thường khó đạt được.

Việc khử khí chân không thực sự cải thiện hiệu suất dẫn nhiệt không?

- Vâng.
Không khí có độ dẫn nhiệt rất thấp.
Loại bỏ các bọt khí vi mô khôi phục tiếp xúc giữa các hạt chất độn và ma trận, làm giảm đáng kể điện trở nhiệt.

Làm thế nào để mở rộng quy mô từ nghiên cứu phát triển sang sản xuất?

Khóa các thông số quy trình trên một máy nhỏ trước, sau đó sao chép chúng sang mô hình lớn hơn từ cùng nền tảng.
SMIDA cung cấp kiểm tra mẫu đa dung tích để xác thực việc mở rộng quy mô trước khi bạn cam kết.

Vật liệu nhiệt được bán dựa trên khả năng truyền nhiệt của chúng, và việc trộn lẫn cùng khử bọt quyết định mức độ khả năng đó được thể hiện thực tế.
Gửi một mẫu hợp chất của bạn đến phòng thí nghiệm SMIDA để kiểm tra miễn phí, và chúng tôi sẽ gửi lại cho bạn dữ liệu về độ dẫn nhiệt cũng như mức độ bọt, giúp bạn đánh giá quy trình chứ không chỉ đánh giá máy.