Тестирование термоинтерфейсов

Аспекты светодиодного света в теории

Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение ilkose » 14 май 2011, 22:27

В связи с покупкой в одном магазинчике датчика температуры для мультиметра (ранее потерянного при переезде) дошли руки проверить эффективность различных термоинтерфейсов. Для тестирования были выбраны 4 светодиода 2EL с примерно одинаковыми падениями напряжения. Для охлаждения были использованы 4 одинаковых алюминиевых радиатора площадью примерно 28,1 см2. Температура в помещении стабильно 22,5 гр, сквозняков нет. В качестве проводника тепла были использованы:-
CIMG3759.JPG

1. Теплопроводящий двухсторонний скотч 0,2мм http://alled.ru/two-sided-thermal-pad.html Радиатор подписан цифрой 1 и буквами ТС
CIMG3760.JPG

2. Термоклей http://alled.ru/thermal-glue.html Радиатор подписан цифрой 2 и буквами ТК
CIMG3761.JPG

3. Силиконовый герметик DoneDeal красный. Радиатор подписан цифрой 3 и буквами СГ
CIMG3762.JPG

4. Силиконовый герметик DoneDeal с медью. Радиатор подписан цифрой 4 и буквами СГ М
CIMG3763.JPG

Поверхность радиаторов была обезжирена ацетоном, поверхность светодиодов слегка зачищена мелким алмазным бруском и обезжирена ацетоном. Для питания использовался драйвер RLDC5 Ток в цепи светодиодов 320 мА, общее напряжение выдаваемое драйвером на цепочку 12,57 В. Напряжение на первом светодиоде – 3.11 В, на втором- 3.15 В, на третьем- 3.1 В, на четвертом- 3.23 В. Потребляемая мощность первого- 0.99 Вт, второго – 1.00 Вт, третьего – 0.99 Вт, четвертого – 1.03 Вт.
Замер производился через 20 минут горения светодиодов путем приклеивания датчика к радиатору с помощью алюминиевого скотча на определенное место радиатора (всегда одно и то-же). После приклейки выдерживалось еще 10 минут для стабилизации температуры. Температура измерялась в 2х положениях. Первое положение - радиаторы на столе линзами светодиодов вверх. Второе положение - радиаторы висят в воздухе линзами светодиодов вбок (по горизонтали). Радиаторы были удалены на расстояние, исключающее взаимное влияние друг на друга.
Результаты измерений для удобства сведены в таблицу. Свою теорию о том что силиконовый герметик с медью может являться хорошей заменой термоклея (при гораздо(!) меньшей цене) для себя я подтвердил.
Screenshot90.jpg

За это сообщение автора ilkose поблагодарил:
Зеленый я (22 дек 2012, 18:52)
Аватар пользователя
ilkose
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2158
Зарегистрирован: 27 дек 2009, 22:37
Откуда: Новоалтайск
Благодарил (а): 46 раз.
Поблагодарили: 89 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение kulibin » 14 май 2011, 23:39

Я не пользовался силиконовым геметиком с медью, но у обычного силиконового герметика адгезия ко всему, кроме стекла - просто отвратительная. Просто берешь и отрываешь безо всякого усилия, достаточно поддеть с угла. А попробуй так оторвать клей. В итоге неизвестно, как поведет себя этот герметик после пары сотен циклов нагрев-охлаждение. И в целом такая методика не проходит, потому что материалы могут менять свойства в зависимости от условий и времени эксплуатации.
Ты, Костя, проверь еще с обычным двухсторонним скотчем и с зубной пастой - удивишься :) Фактически при такой методе даже обычный канцелярский клей даст отличные результаты. Потому как слой термоинтерфейса микронный, а конвекция свободная. По хорошему, нужно мерять скорость нарастания температуры на холодном диоде при подаче тока, а не температуру в стабильном режиме. Ты уж, раз озадачился, попробуй. Обчество спасибо скажет :) К примеру, я, когда оцениваю эффективность радиатора для того или иного светильника, всегда измеряю разность температур возле диода и на некотором расстоянии, а так же скорость нарастания температуры пи подаче тока и опять же разность этой скорости для разных точек.
Не спрашивай Россию - что она для тебя сделала. Спроси себя - что ты сделал для нее.
Аватар пользователя
kulibin
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 18960
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 58 раз.
Поблагодарили: 1005 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение VokaS » 14 май 2011, 23:53

Может быть правильнее было измерять температуру корпуса светодиода, ведь чем она выше, тем хуже отвод тепла :? :)
Светодиоды рулят! А мы рулим светодиодами.
Аватар пользователя
VokaS
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1206
Зарегистрирован: 09 дек 2010, 01:03
Откуда: Киров
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 19 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение kulibin » 14 май 2011, 23:56

Как вариант можно измерять температуру на выводе. Хотя при таких условиях измерения, повторюсь, особой разницы быть не должно хоть с жевачкой.
Не спрашивай Россию - что она для тебя сделала. Спроси себя - что ты сделал для нее.
Аватар пользователя
kulibin
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 18960
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 58 раз.
Поблагодарили: 1005 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение VokaS » 15 май 2011, 00:27

Получается, что погрешность измерений будет больше, чем разница показаний у различных материалов :(

Думаю, можно подобрать герметик из "обычных" путем отрыва..., короче, чтобы плохо отрывался от обеих поверхностей :)
Светодиоды рулят! А мы рулим светодиодами.
Аватар пользователя
VokaS
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1206
Зарегистрирован: 09 дек 2010, 01:03
Откуда: Киров
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 19 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение изобретатель » 15 май 2011, 00:32

Важнейший показатель надежности термоинтерфейса, это стабильность во времени и чтобы выдержал без отрыва ооочень много циклов :!:
Нет ничего невозможного, если хорошо подумать
http://led-str.ru
Аватар пользователя
изобретатель
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 8038
Зарегистрирован: 01 сен 2010, 10:36
Откуда: Стерлитамак
Благодарил (а): 92 раз.
Поблагодарили: 414 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение VokaS » 15 май 2011, 01:24

А что, автомобильный герметик до 300°C может состариться и рассыпаться со временем при нагревах до +50°C :? :?: :?:
Светодиоды рулят! А мы рулим светодиодами.
Аватар пользователя
VokaS
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1206
Зарегистрирован: 09 дек 2010, 01:03
Откуда: Киров
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 19 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение ilkose » 15 май 2011, 01:26

Отрывается он достаточно тяжело, отверткой поддевал- боялся сломать. Все же это не здоровая туба момента, а, если верить написанному, американский герметик расчитанный на частый большой нагрев и охлаждение. А как такой вариант- ждем остывания радиатора до комнатной температуры, включаем и с секундомером засекаем повышение температуры до например 40 гр, выключаем-ждем-следующий? По идее чем быстрее нагреется- тем лучше.
Аватар пользователя
ilkose
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2158
Зарегистрирован: 27 дек 2009, 22:37
Откуда: Новоалтайск
Благодарил (а): 46 раз.
Поблагодарили: 89 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение изобретатель » 15 май 2011, 01:27

Термоциклирование - жестокая вещь, может просто отвалиться, оставаясь гладким и упругим :)
Нет ничего невозможного, если хорошо подумать
http://led-str.ru
Аватар пользователя
изобретатель
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 8038
Зарегистрирован: 01 сен 2010, 10:36
Откуда: Стерлитамак
Благодарил (а): 92 раз.
Поблагодарили: 414 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение ilkose » 15 май 2011, 01:39

Описание герметика

RTV- вулканизирующийся при комнатной температуре.
После вулканизации сохраняет эластичность и приобретает водостойкость. Превосходит стандарты О.Е.М. (официальные стандарты производителей автомобилей в США). Безопасен для автомобилей, оснащенных кислородными датчиками. Рабочий диапазон температур: от -73oC до +371oC. Термостойкий силиконовый герметик с медью применяется при ремонте или замене турбонагнетателей, выпускных коллекторов и других узлов и агрегатов двигателя и трансмиссии, подверженных повышенным рабочим температурам. Восстанавливает любые заводские силиконовые прокладочные материалы, штатные твердые и резиновые прокладки. Может использоваться на современных автомобилях, оснащенных кислородными датчиками. Устойчив к перепадам температуры и к вибрации. За счет содержания меди обладает повышенной термостойкостью и долговечностью. Может наноситься на штатные прокладки (кроме прокладки головки блока) с целью улучшения их служебных свойств и теплопроводности. Не Приводит к коррозии деталей из стальных, чугунных или алюминиевых сплавов.
Аватар пользователя
ilkose
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2158
Зарегистрирован: 27 дек 2009, 22:37
Откуда: Новоалтайск
Благодарил (а): 46 раз.
Поблагодарили: 89 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение kulibin » 15 май 2011, 01:49

ilkose писал(а):Отрывается он достаточно тяжело, отверткой поддевал- боялся сломать. Все же это не здоровая туба момента, а, если верить написанному, американский герметик расчитанный на частый большой нагрев и охлаждение. А как такой вариант- ждем остывания радиатора до комнатной температуры, включаем и с секундомером засекаем повышение температуры до например 40 гр, выключаем-ждем-следующий? По идее чем быстрее нагреется- тем лучше.

Да, это будет неплохо.
Не спрашивай Россию - что она для тебя сделала. Спроси себя - что ты сделал для нее.
Аватар пользователя
kulibin
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 18960
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 58 раз.
Поблагодарили: 1005 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение изобретатель » 15 май 2011, 01:58

ilkose писал(а):Описание герметика

RTV- вулканизирующийся при комнатной температуре.
После вулканизации сохраняет эластичность и приобретает водостойкость. Превосходит стандарты О.Е.М. (официальные стандарты производителей автомобилей в США). Безопасен для автомобилей, оснащенных кислородными датчиками. Рабочий диапазон температур: от -73oC до +371oC. Термостойкий силиконовый герметик с медью применяется при ремонте или замене турбонагнетателей, выпускных коллекторов и других узлов и агрегатов двигателя и трансмиссии, подверженных повышенным рабочим температурам. Восстанавливает любые заводские силиконовые прокладочные материалы, штатные твердые и резиновые прокладки. Может использоваться на современных автомобилях, оснащенных кислородными датчиками. Устойчив к перепадам температуры и к вибрации. За счет содержания меди обладает повышенной термостойкостью и долговечностью. Может наноситься на штатные прокладки (кроме прокладки головки блока) с целью улучшения их служебных свойств и теплопроводности. Не Приводит к коррозии деталей из стальных, чугунных или алюминиевых сплавов.

Все прям замечательно, но сей состав расчитан на работу в качестве прокладок, т. е. будучи прижатым между 2 поверхностей, поэтому требования к адгезии не на первом месте. Для термоклея требования к адгезии первостепенны, причем наверняка наполнитель мелкого помола, что обеспечивает минимальную толщину слоя клея между поверхностями!
Нет ничего невозможного, если хорошо подумать
http://led-str.ru
Аватар пользователя
изобретатель
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 8038
Зарегистрирован: 01 сен 2010, 10:36
Откуда: Стерлитамак
Благодарил (а): 92 раз.
Поблагодарили: 414 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение VokaS » 15 май 2011, 02:17

Интересный документ про клеи одной фирмы при термоциклировании, правда неизвестно кол-во циклов... http://www.weicon.com/ru/ref/PromElektronika-WEICON-Produkte.pdf
Светодиоды рулят! А мы рулим светодиодами.
Аватар пользователя
VokaS
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1206
Зарегистрирован: 09 дек 2010, 01:03
Откуда: Киров
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 19 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение ilkose » 15 май 2011, 02:33

Медь там по консистенции как пудра. Я этим герметиком делал замену штатным термопрокладкам на чипах памяти видеокарты, толщина была примерно 1,5 мм. Видеокарта мощная, без охлаждения памяти, в 3д, не могла отработать и минуты, система падала в бсод.
Аватар пользователя
ilkose
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2158
Зарегистрирован: 27 дек 2009, 22:37
Откуда: Новоалтайск
Благодарил (а): 46 раз.
Поблагодарили: 89 раз.

Re: Тестирование термоинтерфейсов

Сообщение adapter » 15 май 2011, 21:12

Огнеупорность, тугоплавкость и теплопроводность, родные сёстры.
Силикатный кирпич огнеупорит из-за окислов алюминия в глинозёме.
Возмём силиконовый полимер, например герметик "Момент нейтральный прозрачный"
и добавим в него пудры из алюминия. Будет однородная теплопроводная ( и электропроводная) масса.
Если электропроводность лишняя, пудру заменим на подходящий оксид или карбид.
Есть карбиды соответствующие по теплопроводимости алюминию, (по цене дороже на порядки).
Керамика из карбида бора твёрже самой твёрдой стали. Химичте светолюбы!
adapter
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1056
Зарегистрирован: 12 фев 2010, 21:09
Откуда: Новосибирск
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 59 раз.

След.

Вернуться в Теоретические аспекты использования светодиодов

Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: aledpro, alex_qwerty, Alexa [Bot], Antoxa, Bing [Bot], comrad, Светочъ, dua3, Евгений 2, Gench, Google [Bot], Google Feedfetcher, igorynus, ivanko, Ledsvet2017, LGT, mailru, Majestic-12 [Bot], Nameless, newlighter, olegbr, Pavel Mirleda, Pensioner, ptaha, recolt, Reneo, skaarjj, Zadnitca, Прочнист, молодой дед, Яндексбот