IEEE Trans| 基于占空比调节的直接转矩控制永磁同步电动机转矩性能改进

上个月，技嘉RTX50系列显卡用户反馈出现导热凝胶“泄露”问题，官方解释这是由于早期批次产品涂抹过量导热凝胶所致，表示不会对产品性能造成影响。部分用户对此感到不满，认为其应该召回问题产品或者提供更宽松的退货政策，也有实验室博主对自动化分配导热凝胶工艺进行分析，以揭示凝胶“泄露”的其他原因。

在工业应用领域，导热凝胶通常采用喷涂或点胶工艺进行大批量应用。这类工艺通常使用气动或伺服控制的计量系统，将料筒或大型容器中的材料通过柔性管线以精确限定的量喷涂到部件上。材料以点状或连续珠状形式施加，需要精确协调粘度、触变性和颗粒分布。

然而，如果配方工艺控制不好，可能出现导热凝胶移位和导热性能下降。

高导热性需要尽可能高比例的导热填料，但这会大大增加粘度。为了保持材料的可输送性，填料含量会减少或添加更大粒径的颗粒，这会降低均匀性。或者，可以使用更低粘度油的载体介质，这可以提高泵送性，但在热负荷下容易分离并释放油。这会导致沉淀、形成孔隙或增加渗漏风险。

显微镜下图像

下图展示了一种针对喷涂性能优化的导热凝胶在显微镜下的图像效果。1000 µm 尺度下的概览图显示材料边缘模糊，边缘贴合不均匀。这表明基质结构薄弱，局部致密性较低。

观察到的特性表明，在连续运行过程中，尤其是在显卡垂直或正交安装时，凝胶可能会发生渐进式重力和机械蠕变。

下图是横向分辨率约为 250 µm 的显微镜材料图像。

我们可以看到清晰分布的孔洞和通道，它们在基质内部沿深度和水平方向延伸。另一方面，在未润湿部件边缘方向，靠近边缘的材料界限清晰可见。这表明载体基质的表面张力相对较低，意味着在润湿性较差的基材上铺展不足。再加上其在金属表面上的附着力明显较弱，这不仅会造成部分分层的风险，还会在持续的机械应力或热应力下导致材料迁移。

导热凝胶渗油

下图对比两种不同类型的热界面材料。左侧是经过预压成型的导热凝胶垫，具有稳定的网格结构表面。右侧是未硬化的经典分配器导热凝胶。分配器导热凝胶周围较暗、模糊的边缘区域非常引人注目，它在室温下在一张简单的纸上放置两天后就形成了。这种现象清楚地表明了材料迁移的初期阶段，即低分子成分从聚合物基质中逸出。

这种效应被称为渗出。当载体基质无法充分结合或稳定挥发性低粘度硅油时，就会发生渗出。这些油通常添加到配方中以改善材料的加工性能。它们可以降低粘度，促进计量和注射过程，并支持压制过程中的短期流动性。

然而，从长远来看，它们会导致材料失去稳定性。迁移是通过沿表面扩散或通过多孔基质中的毛细作用发生的——就像这里的纸一样。这种效应在静置48小时后就已经可见，表明基质中挥发性相的物理保留相对较弱。在热负荷或机械应力下，这种不稳定性会进一步加剧。下图是放置15天后，凝胶周围分离油变化。

当显卡垂直或正交安装时，这个问题尤其严重。除了热应力之外，重力也会在这种安装位置下长时间作用于一个方向。如果凝胶的结构交联度或流变稳定性不足，它会在自重作用下开始蠕变。这种蠕变过程会导致材料移出接触区、扩散不均匀或在边缘堆积。

相比之下，左侧预压导热凝胶垫没有明显的迁移现象。这得益于生产过程中的压实和成型工艺，该工艺稳定了材料的几何形状，并将游离油含量降至最低。此类材料通常基于聚合物改性有机硅弹性体，具有低油分离性和更高的内部凝聚力。

因此，导热凝胶出现移位泄露，原因可能不仅仅是过厚问题，为了配合自动化分配点胶工艺的实施，配方忽略凝胶长期稳定性，材料结构不完整，内聚力不足，载体基质的表面张力较低，且与光滑的金属接触面的附着力较弱，也是其移位原因之一。同时，凝胶出现“渗油”现象，可能会对材料长期稳定性产生影响。