导热膏是绝对必要的，因为空气是热的绝缘体。 即使测试部分的底部表面（例如三周期极小曲面 (TPMS) 结构）看起来是平坦的，它也存在微观缺陷。没有导热膏，这些不平坦的区域会在铝加热块上形成空气袋，阻碍热量流动并扭曲您的实验数据。
微观空气间隙的存在会产生显著的“接触热阻”。导热膏用高导电介质取代了这种低导电性的空气，确保测得的温度能够准确反映热交换器的真实性能。
界面缺陷的物理学
“平坦”表面的问题
肉眼看来，热交换器和加热块之间的界面似乎是无缝的。然而，在微观层面，这些表面是粗糙的地形，由峰和谷组成。
绝缘屏障
当两个固体表面接触时，它们仅在表面粗糙度的最高峰处发生物理接触。其余空间——通常是界面面积的大部分——被空气填充。
为什么必须消除空气
空气的热导率极低。这些被困住的空气袋充当屏障，阻止热量有效地从铝块传递到测试部分。
导热膏的功能
填补空白
导热膏被设计成一种粘稠、高导电性的材料。它的主要功能是流入表面纹理的微观凹谷。
创建连续的热通路
通过置换空气，导热膏在热源和散热器之间创建了一个连续的桥梁。这大大降低了接触热阻。
确保平稳传热
随着空气的去除，传热变得平稳而高效。能量直接从加热块流入 TPMS 结构，而不会在阈值处遇到显著的阻力。
对实验精度的影响
减少测量误差
如果依赖无导热膏的表面到表面接触，您的温度读数在热源处将人为地偏高，在散热器处将人为地偏低。这会产生一个虚假的温差，破坏实验的有效性。
反映真实的散热能力
要正确评估热交换器，您必须测量设备的性能，而不是设置的效率低下。涂抹导热膏可确保表面温度数据反映结构的实际散热能力。
要避免的常见陷阱
“越多越好”的谬论
虽然填补间隙至关重要，但涂抹过多的导热膏会产生新的问题。厚厚的导热膏层会在组件之间产生物理距离，这会增加其自身的热阻。
涂抹不均匀
涂抹不一致可能导致特定区域滞留空气。这会导致局部热点和测试部分数据不一致。
确保可靠的结果
为了最大化您的热学实验的准确性，请遵循这些原则：
- 如果您的主要关注点是数据完整性： 涂抹导热膏，以确保您的测量反映热交换器的物理特性，而不是界面的缺陷。
- 如果您的主要关注点是安装： 目标是尽可能薄的涂层，同时仍能实现 100% 的表面覆盖率，以填补微观空隙而不会增加体积。
目标是用热导体取代热绝缘体（空气），使界面对热流不可见。
摘要表：
| 特征 | 空气间隙（干接触） | 已涂抹导热膏 |
|---|---|---|
| 导热性 | 极低（绝缘体） | 高（导体） |
| 界面接触 | 仅微观峰值 | 连续热桥 |
| 热阻 | 高接触电阻 | 最小化电阻 |
| 数据准确性 | 失真（人为温差） | 高（真实性能） |
| 热流 | 受阻/不一致 | 平稳且高效 |
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参考文献
- Gülenay Alevay Kılıç. Performance Evaluation of Triply Periodic Minimal Surface Heat Exchangers Using Nanofluids at High Flow Rates for Enhanced Energy Efficiency. DOI: 10.3390/app15084140
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
