Fördjupningskylning är en mycket effektiv värmespridningsteknik som uppnår värmeväxling genom att fördjupa värmegenererande anordningen direkt i en isolerande kylvätska. Silikonolja har blivit ett av kärnkylmedierna inom detta område på grund av dess unika fysiska och kemiska egenskaper. Följande är egenskaper, typer och urvalspunkter för nedsänkningssilikonolja:
Kärnegenskaper för nedsänkningskylning av silikonolja
Isoleringsprestanda
Volume resistivity: >1015Ω · cm (GB/T 1410), isolerar helt ström, lämplig för högspänningsutrustning (såsom GPU/transformator).
Dielectric strength: >30 kV/2,5 mm (ASTM D877), undviker kretsens kortslutning.
Termofysiska egenskaper
Parameter Typisk värdesjämförelse (mineralolja)
Termisk konduktivitet 0,15 ~ 0,18 W/(m · K) 0,12 W/(m · K)
Specifik värme 1,5 ~ 1,8 kJ/(kg · k) 1,9 kJ/(kg · k)
Flash point >250 grader 160 ~ 200 grad
Kemisk stabilitet
Oxidationsmotstånd: långvarig viskositetsförändring vid 200 grader<±5% (ISO 3448).
Kompatibilitet: korroderar inte metaller såsom koppar och aluminium och är kompatibel med vanliga tätningsmaterial (såsom EPDM och fluororubber).
Vanliga silikonoljetyper och tillämpliga scenarier
Dimetylsilikonolja (PDMS)
Viskositetsområde: 5 ~ 1000 CST (låg viskositet för hög flödeshastighet, hög viskositet för tätningssystem).
Fördelar: Låg kostnad (cirka 150/kg), stark kompatibilitet.
Nackdelar: låg värmeledningsförmåga, måste lägga till nanopartiklar (som Al2O3) att förbättra.
Tillämpning: Fördjupningskylning av datacenterservrar, värmeavledning av LED -drivkraftförsörjningen.
Fenylsilikonolja
Funktioner: Införandet av bensenring förbättrar hög temperaturmotstånd (långvarig användningstemperatur> 180 grader).
Tillämpliga scenarier: Electric Vehicle Battery Packs, högeffekt IGBT-modulkylning.
Fluorerad silikonolja
Fördelar:
Tapplighet (syreindex> 90%, UL94 V-0).
Foul resistens (avvisar damm och fukt).
Disadvantages: Expensive (>¥ 2000/kg).
Applikationer: Aerospace Electronic Equipment, Military Radar Cooling.
Nyckelvalsindikatorer
Viskositetsvärmningseffektivitetsbalans
Låg viskositet (5 ~ 50 CST): Låg pumpande energiförbrukning, lämplig för tvångskonvektionssystem.
Hög viskositet (100 ~ 1000 CST): Minska läckningsrisken, lämplig för passiv kylning.
Temperaturanpassningsbarhet
Låg temperaturstart: -40 graders viskositet<5000 cSt (avoid solidification).
Hög temperaturstabilitet: flyktig materia<0.1% at 150℃.
Tillsatskompatibilitet
Antioxidanter (såsom BHT): Förläng livslängden.
Nanofillers: kan öka värmeledningsförmågan till 0,25 W/(m · k) (tillsätt 5% ALN).
Typiska ansökningsfall
Bitcoin gruvmaskin kylning
Med användning av 50 CST dimetylsilikonolja sjönk temperaturen på gruvmaskinchipet från 95 grader till 55 grader, och energiförbrukningen minskades med 35%.
Transformatorns nedsänkningskylning
Fenylsilikonolja (500 CST) ersatte mineralolja, värmeavledningseffektiviteten ökades med 20%och brandskyddsnivån nådde K3.
Underhåll och säkerhet
Övervakningsindikatorer:
Regularly test the acid value (>0,1 mg KOH/g kräver ersättning).
Vatteninnehåll (Karl Fischer -metoden, som krävs för att vara<50 ppm).
Avfallsvätskebehandling:
Silikonolja kan filtreras och regenereras (såsom användning av molekylsiktar för att absorbera föroreningar), och avfallsvätska behandlas som HW08 farligt avfall.
Försänkningskylning av silikonolja måste väljas utifrån systemdesigntemperaturen, flödeshastighetskraven och kostnadsbudgeten:
Allmänt scenario: dimetylsilikonolja (bästa kostnadsprestanda);
Krav på hög temperatur/brandskydd: fenyl eller fluorerad silikonolja;
Extrem värmeavledning: Nanofluid modifierad silikonolja.
Obs: I faktiska applikationer måste kompatibiliteten hos silikonolja och utrustningsmaterial verifieras (såsom att förhindra silikonolja från att lösa upp plastkabelbeläggningar).
