在光路旁边、在真空里、在密封腔体中,导热材料挥发出来的东西会跑到你不想让它去的地方:镀膜表面、CMOS 传感器、MEMS 腔体、继电器触点。这类污染往往不可逆,而且失效现象和"散热"看起来毫无关系。

挥发物从哪来

硅胶类导热材料的基体是聚硅氧烷,里面还有低分子量的硅油、交联剂残留、偶联剂和增塑组分。升温后这些小分子会迁移到表面并挥发,随后:

  • 在冷表面凝结成膜(光学件最怕这个);
  • 在电弧/触点上碳化,形成绝缘膜导致接触不良;
  • 在真空腔体里成为放气源,拖慢抽真空、污染靶材。

ASTM E595 看两个数

指标含义关注场景
TML(总质量损失)加热后总失重百分比真空、光学、航天
CVCM(可凝挥发物)在 25 °C 收集板上凝结的比例光学件、传感器、精密触点

航天常用门槛是 TML ≤ 1.0%、CVCM ≤ 0.10%。这两个数字看的是会不会凝结到你的关键表面上,CVCM 尤其重要——TML 高但不凝结,危害有限;CVCM 高则一定会脏。

说明我们的口径:E595 数据我们没有做常规测试,项目需要时可以安排。已确认的是材料为固化型固体、不含可流动硅油相,这在机理上消除了"渗油"路径,但不等于已经拿到了 E595 报告——两者不能混为一谈。

比测试更早的一步:看材料形态

  • 硅脂 / 硅胶垫:含低分子硅油,渗油和挥发是固有属性,只能靠配方降低。
  • 固化型石墨烯垫:交联固体,无游离硅油可渗出;表面干燥不粘手。
  • 相变材料:工作时变软流动,需评估迁移与挥发。
  • 铟箔 / 金属焊料:无有机物挥发,但工艺引入助焊剂残留。

光学与真空场景的实操建议

  1. 把"材料不得污染光学面"写进图纸要求,而不是口头约定。
  2. 优先选固体、无油相材料;要求供应商提供成分说明与挥发数据(有则给,没有就说没有)。
  3. 装配后做一次烘烤排气(具体温度时间按器件耐温定),把可挥发物提前赶走,再封腔。
  4. 结构上把导热材料与光路做物理隔离:挡墙、迷宫槽、独立腔体。
  5. 验证阶段做"冷板污染试验":把冷镜片放在器件附近跑老化,看是否有膜。
光学/真空项目可以直接说要求。 告诉我们器件温度、真空度、允许的污染判据,我们给材料形态建议;需要 E595 时按项目安排测试,不会拿"低出气"当既有报告用。联系工程师 →

常见问题

导热垫会出油吗?
硅胶类垫片含低分子硅油,升温后可能渗出;固化型石墨烯导热垫是交联固体,无游离硅油相,表面干燥,机理上不存在渗油路径。
你们有 ASTM E595 报告吗?
常规没有做 E595 测试。项目需要时可以安排,并出具 TML/CVCM 数据;我们不会把「低出气」当成已有报告使用。
光学件旁边能用导热垫吗?
可以,但要选固体、无油相材料,并在结构上做隔离(挡墙/独立腔体),装配后烘烤排气再封腔,验证阶段做冷板污染试验。
TML 和 CVCM 哪个更重要?
CVCM 更关键——它衡量有多少挥发物会凝结到冷表面。TML 高但不凝结危害有限,CVCM 高几乎一定会污染光学面或触点。