Mesure de la conductivité thermique de TIMs (Thermal Interface Materials) avec le Hot Disk
Nous vous proposons aujourd’hui un exemple d’application sur la mesure de conductivité thermique de TIMs (Thermal Interface Materials) en association avec la société dB & DEGREES.
Ces matériaux ont une place de plus en plus importante dans la conception et l’amélioration de nos systèmes électroniques. Les TIMs sont des matériaux conducteurs thermiques, mais isolants électriques, que l’on place entre les composants électroniques et les dissipateurs thermiques (radiateurs à ailettes ou châssis). Ils permettent de réduire la résistance de contact, donc d’améliorer l’échange thermique et ainsi de garantir de meilleures performances et une plus grande longévité des composants électroniques.
Soucieux de fournir des produits de qualité à leurs clients, dB & DEGREES attache une très grande importance aux propriétés thermiques de leurs TIMs. Dans ce cadre, et connaissant les limites de la norme ASTM D5470 sur les produits performants, dB & DEGREES a fait appel à nous pour évaluer ses TIMs selon la norme ISO 22007-2 (Hot Disk), bien plus adaptée à cette gamme de produits pour vérifier les valeurs de conductivité thermiques annoncées.
Le Hot Disk est un appareil de mesure de la conductivité thermique, de la diffusivité thermique et de la chaleur spécifique. Robuste, précis et polyvalent, il permet de mesurer des solides, des liquides, des poudres et des pâtes sur une très large gamme.
Analyseur thermique pour tous types de matériaux – Hot Disk
Hot Disk est une société suédoise reconnue mondialement pour ses analyseurs thermiques, appareils les plus robustes et les plus fiables du marché. Ces derniers permettent de mesurer la conductivité thermique de tous vos matériaux avec une très grande précision et une excellente répétabilité. Les analyseurs thermiques Hot Disk suivent la norme ISO 22007-2 Plastics — Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity — Part 2: Transient plane heat source (hot disc) method.
Mise en place d’un essai de conductivité thermique avec le module Slab du Hot Disk
Le module Slab des analyseurs thermiques Hot Disk est idéal pour mesurer la conductivité thermique et la diffusivité thermique de matériaux conducteurs thermiques se présentant sous la forme de plaques, de tôles, de wafers ou encore de feuilles.
Le principe de cette mesure (voir figure ci-dessous) consiste à mettre la sonde Hot Disk entre deux échantillons du matériau à caractériser, puis de placer sur la face extérieure des échantillons un matériau isolant. Ce dernier permet de forcer le transfert de chaleur dans le sens radial, et donc de mesurer les propriétés thermiques du matériau étudié dans cette direction.
Le module Plaque Mince est idéal pour les matériaux isotropes bons conducteurs thermiques (λ > 1 W.m-1.K-1) dont l’épaisseur est comprise entre 0,1 mm et 5 mm.
Mesure de conductivité thermique de TIMs avec le module Slab du Hot Disk
La société dB & DEGREES nous a donc fourni 2 échantillons de TIMs sous forme de matelas thermique à mesurer au Hot Disk. Pour chaque échantillon, l’opérateur a pris soin de respecter la mise en place expérimentale décrite dans le paragraphe précédent. Chaque échantillon a été mesuré 5 fois pour obtenir une valeur moyennée plus précise. Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau ci-dessous.
| Épaisseur du matelas (mm) | Température de mesure (°C) | λ annoncée par le fabricant suivant la norme ASTM D5470 (W.m-1.K-1) | λ mesurée au Hot Disk suivant la norme ISO 22007-2 (W.m-1.K-1) | |
| DG-PAS300 | 1.5 | 26 ± 1 | 3 | 2.3 |
| DG-PAS500 | 1.5 | 24 ± 1 | 5 | 4.2 |
Tableau 1. Mesure de conductivité thermique réalisée avec le Hot Disk sur des matelas thermiques. λ représente ici la conductivité thermique.
Résultats de mesure de conductivité thermique de TIMs avec le Hot Disk
On observe un écart entre les valeurs mesurées selon la norme ASTM D5470 et la norme ISO 22007-2. D’après les observations terrain faites par dB & DEGREES suite à l’utilisation de ces TIMs, il s’avère que les valeurs mesurées au Hot Disk décrivent mieux les performances réelles de ces matelas que les valeurs obtenues selon la ASTM D5470.
Pour en savoir plus sur ces analyseurs thermiques, retrouvez toutes les informations et spécifications de ces produits sur notre page internet dédiée au Hot Disk. Vous pourrez également y télécharger une plaquette ou demander un devis.
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