一种基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法与流程

本发明涉及石墨烯散热膜的散热性能检测，具体为石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法。

背景技术：

1、由于石墨烯具有优异的导热与导电性能,已被认为是最理想的散热材料之一,因此被制作为散热膜覆盖在发热部件的表面，以提高散热性能，维持相应元器件的正常工作性能。生产中，对石墨烯散热膜散热性能测量的方式主要将散热膜覆盖在发热功率器件上，通过控制发热功率的一致，提供相同的热源，然后将温度计安装在发热功率器件附近的设定位置处，检测出对应时间下的对应温度值，根据温度的变化，确定散热膜的散热性能好坏。

2、目前的上述散热性能测量方法，对于功耗一致的发热器件所产生的热量是否一致并不容易直观地得到保证，且相对难以判断热源是否基本一致，从而就会对后续测量造成误差影响。此外，获得的是参数化的数据结果，要确定其散热的动态变化过程相对较难，绘制的散热—时间曲线图也不能较为直观反应散热状况。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，以解决在石墨烯散热膜散热性能测量时，热源一致性较难把握，散热性能不能直观动态地体现的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供一种基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，包括以下步骤：

5、(1)在一个密闭室内安置左右对称的两个气罐，每个气罐的顶部竖直地连接一根与之连通的竖直透明管，竖直透明管顶部敞开，竖直透明管内的一个台阶上平放有与之动密封配合的能上下滑动的浮板，并在气罐内中央还安装有储液桶，储液桶的四周均布有若干散热翅片，且在左侧储液桶上的每块散热翅片上覆盖有石墨烯材料制成的散热膜，每个储液桶顶部通过导气管与外界大气连通；(2)朝两个气罐内注入压缩气体，并令所述浮板上移一定距离，确保两浮板所处的高度一致；(3)通过一个呈山字形的连通管同时朝两个储液桶内注入加热后的热油，具体操作如下：将热油加热到设定温度，然后从连通管的中部管段注入，以使得热油同时流向左右两侧的两个侧部管段内，并进入到每个侧部管段顶端连接的所述储液桶内，当中部管段内的液面稳定后，关闭侧部管段在储液桶底端处的控制阀；(4)静置设定时间，观察左右两侧的两个竖直透明管内的浮板上升情况。

6、本发明中，所采用的散热翅片呈长方形状，导气管为透明材料制成，在热油注入完毕后，两个所述导气管内应观察到热油的油液面。

7、进一步地，在所述竖直透明管靠气罐处的内壁上固接有一个限位环，所述限位环的上端面作为所述台阶，在未对两气罐通入压缩空气时，所述浮板是自然平放在限位环的端面上的。

8、进一步地，竖直透明管和导气管的管壁上均沿竖直方向设有若干刻度线。

9、进一步地，在所述竖直透明管内还同轴地安装有一根导杆，所述浮板动密封配合地套在导杆上，以便在浮板上浮时顺着导杆滑动。

10、进一步地，除散热翅片以外，其余均采用不导热材料制成。

11、进一步地，在每相邻的两个所述散热翅片之间设有一个温度传感器，所有温度传感器以储液桶的圆心为中心呈环形阵列布置。

12、进一步地，在测量时，每相邻的一对散热翅片的相对侧面上覆盖的散热膜厚度一致，这对散热膜组成一个散热膜组，且沿储液桶的圆周方向上，环绕的散热膜组的散热膜厚度逐步增大或减小。

13、优选地，每根竖直透明管的顶部安装有直径比其自身更小的通气支管，每个竖直透明管的顶部内壁安装有距离传感器，距离传感器检测其距离所述浮板的距离，并记录传输距离数据。

14、进一步地，朝左右两侧的两储气罐内注入等量压缩气体的方法为：两个储气罐通过另一个所述连通管来同时注入压缩气体，注入压缩气体时，依旧从连通管的中部管段注入，且当两浮动板离开所述台阶而处于同一高度时，停止注入。

15、(三)有益效果

16、本发明提供了一种基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，具备以下有益效果：

17、1、结构简单巧妙，非传统单一的温度值的检测测量，而是通过浮板的上浮程度来直接体现散热性能，相对专业的散热参数比较而言，肉眼可视，且浮板上浮快慢更是直接反应散热速度，使得整个测量结果更为直观易懂。

18、2、可以结合温度值的具体测量，实现双重指标来测量散热性能，且可以在测量中，顺带便捷地对散热膜厚度及其对应散热性能的测量研究。

技术特征：

1.一种基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，所述散热翅片(3)呈长方形状，导气管为透明材料制成，在热油注入完毕后，两个所述导气管内应观察到热油的油液面。

3.根据权利要求2所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，在所述竖直透明管(5)靠气罐(1)处的内壁上固接有一个限位环，所述限位环的上端面作为所述台阶(7)，在未对两气罐(1)通入压缩空气时，所述浮板(6)是自然平放在限位环的端面上的。

4.根据权利要求2或3所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，所述竖直透明管(5)和导气管的管壁上均沿竖直方向设有若干刻度线。

5.根据权利要求4所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，在所述竖直透明管(5)内还同轴地安装有一根导杆，所述浮板(6)动密封配合地套在导杆上，以便在浮板(6)上浮时顺着导杆滑动。

6.根据权利要求4所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，除散热翅片(3)以外，其余均采用不导热材料制成。

7.根据权利要求4所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，在每相邻的两个所述散热翅片(3)之间设有一个温度传感器(10)，所有温度传感器(10)以储液桶(2)的圆心为中心呈环形阵列布置。

8.根据权利要求7所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，在测量时，每相邻的一对散热翅片(3)的相对侧面上覆盖的散热膜厚度一致，这对散热膜组成一个散热膜组，且沿储液桶(2)的圆周方向上，环绕的散热膜组的散热膜厚度逐步增大或减小。

9.根据权利要求1所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，每根竖直透明管(5)的顶部安装有直径比其自身更小的通气支管(12)，每个竖直透明管(5)的顶部内壁安装有距离传感器(11)，距离传感器(11)检测其距离所述浮板(6)的距离，并记录传输距离数据。

10.根据权利要求9所述的基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，其特征在于，朝左右两侧的两储气罐(1)内注入等量压缩气体的方法为：两个储气罐(1)通过另一个所述连通管(8)来同时注入压缩气体，注入压缩气体时，依旧从连通管(8)的中部管段注入，且当两浮动板离开所述台阶(7)而处于同一高度时，停止注入。

技术总结
本发明公开了一种基于石墨烯材料散热膜散热性能的测量方法，在每个气罐顶部的竖直透明管顶部敞开，竖直透明管内具有能上下滑动的浮板，气罐内的储液桶的四周均布有若干散热翅片，且在左侧储液桶上的每块散热翅片上覆盖有散热膜，每个储液桶顶部与大气连通；朝两个气罐内注入压缩气体，浮板上移一定距离，两浮板所处高度一致；通过一个呈山字形的连通管同时朝两个储液桶内注入加热后的热油，热油同时流向左右两侧的两个侧部管段内，并进入到每个储液桶内，中部管段内的液面稳定后，关闭储液桶底端处的控制阀，静置后观察左右两侧的两个竖直透明管内的浮板上升情况。本发明测量精度较高，测量结果直观易懂，更具体地动态体现散热性。

技术研发人员：王丽建,李旭,仇亿,崔超,任玲玲,余时帆,王文林
受保护的技术使用者：中国计量科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12