Viskosität vs. Durchflussrate – Was ist wichtiger bei der Messung von Wärmeleitpasten und Gelen?
Eine häufig von unseren Kunden gestellte Frage ist der Grund, warum die Durchflussrate auf Datenblättern von Wärmeleitpasten und Gele anstelle der Viskosität angegeben wird. Und das ist auch eine berechtigte Frage.
Viskosität ist eine grundlegende Eigenschaft von Flüssigkeiten wie wärmeleitenden Pasten. Die Messung der Viskosität ist jedoch komplizierter als man denkt.
Die Viskosität ist ein Maß für den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit. Bei vielen Materialien handelt es sich um Newtonsche Flüssigkeiten, was bedeutet, dass sich ihre Viskosität nicht in Abhängigkeit von der angelegten Spannung ändert. Die Viskosität von Newtonschen Flüssigkeiten kann schnell und einfach unter Verwendung eines Rotationsviskosimeters gemessen werden, und ein einzelner Viskositätswert kann für diese Testbedingungen angegeben werden. Dieser Wert kann in Simulationen eingegeben oder zum Vergleich von Produkten auf einen Blick verwendet werden.
Parker Chomerics THERM-A-GAP Wärmeleitende GEL gehören zu einer Klasse von Flüssigkeiten, die als „thixotrop“ bezeichnet werden.
Falls Sie es nicht wissen: Thixotropie bezeichnet eine Zeitabhängigkeit der Fließeigenschaften bei nichtnewtonschen Fluiden, bei der die Viskosität infolge andauernder äußerer Einflüsse abnimmt und erst nach beendigter Beanspruchung wieder in die Ausgangsviskosität zurückkehrt.
Diese Beanspruchung wird während des Mischens, Pumpens oder Abgebens des Produkts hervorgerufen. Das Ausmaß der Viskositätsabnahme hängt von der Dauer und Stärke des Rührens ab, und die Viskosität erholt sich allmählich im Laufe der Zeit, nachdem die Bearbeitung beendet wurde. Die Messung der Viskosität führt also zu Verflüssigung der Materialen. Daher müssen zum Erfassen wiederholbarer Daten die Testdauer und die Relaxationszeit zwischen den Versuchen sorgfältig kontrolliert werden.
Außerdem wird die Viskosität stark von der Probentemperatur beeinflusst. Eine wärmere Wärmeleitpaste fließt schneller als eine Wärmeleipaste bei Raumtemperatur. Eine Eigenschaft, die besonders für Materialien mit thermischen Grenzflächen relevant ist. Eine Viskositätsmessung ist nur für den aktuellen Zeitpunkt, Dauer und Temperatur genau. Der sich daraus ergebende Viskositätswert ist also schwer zu verallgemeinern. Daher ist es zweckmäßiger, die Durchflussrate zu verwenden, da es sich um eine Messung handelt, die für die tatsächlichen Endgebrauchsbedingungen repräsentativer ist.
Die automatisierte Abgabe ist einer der Hauptvorteile von abgabefähigen Wärmeleitpasten. Das Veröffentlichen von Flussratendaten bietet einen Rahmen, mit dem verschiedene Gele auf der Grundlage ihrer Abgabefähigkeit verglichen werden können.
Zusätzlich steuert die Messung der Durchflussrate anstelle der Viskosität die oben beschriebenen kritischen Parameter, wie zum Beispiel:
- Spannungen, die durch Abgabe aus einem bestimmten Behälter bei konstantem Druck gesteuert wird
- Testdauer
- Umgebungstemperatur
Die Messung der Durchflussrate ist wiederholbar und für die tatsächlichen Ausgabesituationen repräsentativer als ein Viskositätswert.
Wenn Sie also das nächste Mal ein Datenblatt lesen, sind Sie mit dem Wissen bewaffnet, dass die Durchflussrate eine genauere Darstellung der realen Bedingungen ist.
