{"id":9572,"date":"2026-05-29T16:06:50","date_gmt":"2026-05-29T08:06:50","guid":{"rendered":"https:\/\/rysilicone.com\/?p=9572"},"modified":"2026-05-29T16:08:03","modified_gmt":"2026-05-29T08:08:03","slug":"silicone-thermal-conductivity","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rysilicone.com\/de\/silicone-thermal-conductivity\/","title":{"rendered":"W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und Temperaturbereich von Silikon: Werte, Grenzwerte und Materialvergleich"},"content":{"rendered":"

Wenn Sie Silikon f\u00fcr ein Bauteil spezifizieren, das hohen oder niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist, ben\u00f6tigen Sie zwei Kennwerte und einen Grenzwert \u2013 keine Chemievorlesung. Die meisten Produktseiten verstecken diese Kennwerte unter lexikalischen F\u00fcllw\u00f6rtern, sodass K\u00e4ufer unn\u00f6tig Zeit mit Anrufen verschwenden, um nachzufragen, was sie auch in einer Zeile h\u00e4tten nachlesen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Silikon besitzt eine geringe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von etwa 0,2 W\/m\u00b7K und einen standardm\u00e4\u00dfigen Dauereinsatztemperaturbereich von -60 \u00b0C bis +230 \u00b0C. Es isoliert W\u00e4rme, anstatt sie zu leiten, es sei denn, es enth\u00e4lt Zus\u00e4tze aus Keramik oder Metall.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Alles Folgende sind die Details hinter diesem Satz: die Werte, wo die Grenzen tats\u00e4chlich liegen und wie sich Silikon im Vergleich zu den Kautschuken verh\u00e4lt, mit denen es \u00fcblicherweise konkurriert.<\/p>\n\n\n\n

\"Silikonkautschuk
Silikonkautschuk unterbricht den W\u00e4rmefluss auf der hei\u00dfen Seite und h\u00e4lt die andere Seite k\u00fchl \u2013 er wirkt als W\u00e4rmeisolator, nicht als W\u00e4rmeleiter.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Was ist die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von Silikon?<\/h2>\n\n\n\n

Ungef\u00fcllter Silikonkautschuk (VMQ) hat eine W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von etwa 0,2 W\/m\u00b7K, die typischerweise in der 0,1\u20130,4 W\/m\u00b7K-Band<\/a> abh\u00e4ngig von der G\u00fcteklasse und dem F\u00fcllstoffgehalt. Das Basispolymer, PDMS, misst etwa 0,15 W\/m\u00b7K<\/a>, Und Labormessungen im Temperaturbereich von -50 bis 150 \u00b0C<\/a> Halten Sie die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit im unteren Bereich. Zum Vergleich: Kupfer hat eine W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von etwa 400 W\/m\u00b7K und Aluminium von etwa 200 W\/m\u00b7K. Silikon leitet W\u00e4rme also nicht, sondern isoliert sie und \u00fcbersteht Temperaturen, die die meisten Kunststoffe nicht aushalten.<\/p>\n\n\n\n

Genau diesen Punkt \u00fcbersehen K\u00e4ufer: Wenn in einer Zeichnung \u201cSilikon f\u00fcr Hitze\u201d steht, ist damit fast immer Hitze gemeint. Widerstand<\/em>, nicht Hitze \u00fcberweisen<\/em>. Das sind gegens\u00e4tzliche Anforderungen, und sie lenken die Materialauswahl in unterschiedliche Richtungen.<\/p>\n\n\n\n

Eine kurze Erl\u00e4uterung zum Ger\u00e4t: Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit in W\/m\u00b7K gibt an, wie schnell W\u00e4rme \u00fcbertragen wird. durch<\/em> Ein niedriger Wert bedeutet, dass sich W\u00e4rme langsam ausbreitet, sodass die ber\u00fchrte Oberfl\u00e4che k\u00fchler bleibt, w\u00e4hrend sich die andere Seite erhitzt. Genau dieses Verhalten ist bei einem Griff oder einer Dichtung erw\u00fcnscht und muss bei der W\u00e4rmeableitung durch F\u00fcllstoffe ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4rmeleitf\u00e4higes Silikon (gef\u00fcllte Sorten)<\/h3>\n\n\n\n

Wenn es tats\u00e4chlich darum geht, W\u00e4rme abzuleiten \u2013 beispielsweise bei W\u00e4rmeleitpads, Spaltf\u00fcllern oder W\u00e4rmeleitmaterialien (TIM) unter einer CPU oder einem Leistungsmodul \u2013 verwenden wir kein Basissilikon. Stattdessen versehen wir es mit F\u00fcllstoffen aus Aluminiumoxid, Bornitrid oder Metalloxid.<\/p>\n\n\n\n

\"Graue
Graue Silikon-W\u00e4rmeleitfolie auf einer Leiterplatte unter einem K\u00fchlk\u00f6rper<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Silikontyp<\/strong><\/th>W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit (W\/m\u00b7K)<\/strong><\/th>Typische Verwendung<\/strong><\/th><\/tr><\/thead>
Ungef\u00fcllte VMQ<\/td>~0.2<\/td>Dichtungen, Dichtungsringe, Isolierungen, allgemeine Formteile<\/td><\/tr>
Leicht gef\u00fcllt<\/td>0,5\u20131,0<\/td>Einfache W\u00e4rmeleitpads<\/td><\/tr>
W\u00e4rmeleitf\u00e4hig (stark gef\u00fcllt)<\/td>1,0\u20135,0+<\/td>TIM, Spaltf\u00fcller unter Leistungselektronik<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Der Kompromiss ist mechanischer Natur: Je mehr leitf\u00e4higes F\u00fcllmaterial man einf\u00fcllt, desto... h\u00e4rter und weniger elastisch<\/a> Das Bauteil erh\u00e4lt seine Eigenschaften. Man kauft Leitf\u00e4higkeit und Flexibilit\u00e4t. Diese Spannung bestimmt die Wahl der G\u00fcteklasse, nicht eine einzelne Spezifikationslinie.<\/p>\n\n\n\n

Die Zusammensetzung des F\u00fcllstoffs setzt die Obergrenze. Aluminiumoxid ist der Standard \u2013 g\u00fcnstig, stabil und mit einer W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von etwa 1\u20133 W\/m\u00b7K bei praxis\u00fcblichen F\u00fcllstoffmengen. Bornitrid erreicht h\u00f6here Werte von etwa 3\u20136 W\/m\u00b7K und bleibt dabei elektrisch isolierend. Daher wird es in W\u00e4rmeleitmaterialien f\u00fcr Leistungselektronik eingesetzt. Wo keine elektrische Isolation erforderlich ist, erzielen graphit- und metallhaltige F\u00fcllstoffe noch h\u00f6here Werte, b\u00fc\u00dfen aber die dielektrische Festigkeit ein, die Silikon urspr\u00fcnglich so attraktiv gemacht hat. Die Auswahlregel ist einfach: W\u00e4hlen Sie die niedrigste W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, die Ihre Anforderungen an die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit erf\u00fcllt, denn jeder zus\u00e4tzliche W\/m\u00b7K geht auf Kosten von Dehnung, Rei\u00dffestigkeit und Werkzeugstandzeit.<\/p>\n\n\n\n

Temperaturbereich und Hitzebest\u00e4ndigkeit von Silikon<\/h2>\n\n\n\n

Dies ist die zweite Kennzahl, und hier zeigt sich der Vorteil von Silikon gegen\u00fcber g\u00fcnstigeren Gummisorten. Hitzebest\u00e4ndigkeit h\u00e4ngt im Wesentlichen von drei Faktoren ab: Wie hei\u00df wird das Bauteil im Dauerbetrieb, wie hei\u00df wird es kurzzeitig und wie kalt wird es am Ende des Betriebs? Ein Material muss alle drei Anforderungen erf\u00fcllen, und genau in der L\u00fccke zwischen ihnen wird das falsche Material ausgew\u00e4hlt.<\/p>\n\n\n\n

\"Rote
Rote Silikondichtungen und O-Ringe in der N\u00e4he eines hei\u00dfen Metallflansches<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Standard-Dauerarbeitsbereich<\/h3>\n\n\n\n

Standard-Silikon ist im Temperaturbereich von -60 \u00b0C bis +230 \u00b0C dauerhaft temperaturbest\u00e4ndig. Dieser Temperaturbereich ist so stabil, dass wir ihn f\u00fcr die meisten Dichtungs-, Dichtungs- und K\u00fcchenger\u00e4teanwendungen ohne Weiteres angeben. \u201cDauerhaft\u201d ist hierbei der entscheidende Punkt: Es handelt sich um die Temperatur, die das Bauteil \u00fcber seine gesamte Lebensdauer aush\u00e4lt, ohne dass H\u00e4rte, Zugfestigkeit oder Dichtkraft au\u00dferhalb der Spezifikationen liegen. Es ist ein konservativer, im Datenblatt begr\u00fcndeter Wert, keine Angabe zur einmaligen Belastbarkeit.<\/p>\n\n\n\n

Hochtemperaturverhalten<\/h3>\n\n\n\n

Hochtemperaturdichtungen sind kurzzeitig temperaturbest\u00e4ndig bis 250\u2013300 \u00b0C. \u201cKurzzeitig\u201d ist hierbei entscheidend: Eine Dichtung kann kurzzeitig Temperaturen von 280 \u00b0C standhalten und sich wieder erholen, wird diese Temperatur jedoch dauerhaft gehalten, verk\u00fcrzt sich ihre Lebensdauer. Trennen Sie daher immer die Dichtungsschichten. Spitzentemperatur<\/strong> aus Dauerbetriebstemperatur<\/strong> auf dem Datenblatt. K\u00e4ufer, die den Spitzenwert als Arbeitswert interpretieren, sind diejenigen, die sich wegen verh\u00e4rteter, spr\u00f6der Teile melden.<\/p>\n\n\n\n

Grad<\/strong><\/th>Kontinuierlicher Service<\/strong><\/th>Kurzer Gipfel<\/strong><\/th><\/tr><\/thead>
Standard VMQ<\/td>-60 bis +230 \u00b0C<\/td>~250 \u00b0C<\/td><\/tr>
Hochtemperatur-VMQ<\/td>+230 bis +250 \u00b0C<\/td>~300\u00b0C<\/td><\/tr>
w\u00e4rmestabilisiertes VMQ<\/td>bis zu +260\u00b0C<\/td>~315\u00b0C<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

W\u00e4rmestabilisierte Werkstoffe verwenden Eisenoxid und andere thermische Zus\u00e4tze, um den Dauereinsatz auf bis zu 260 \u00b0C zu verl\u00e4ngern. Sie sind teurer und lohnen sich nur dann, wenn das Bauteil tats\u00e4chlich \u00fcber Tausende von Stunden in diesem Temperaturbereich arbeitet \u2013 nicht f\u00fcr Prozesse, bei denen es zu kurzzeitigen Temperaturspitzen und anschlie\u00dfender Abk\u00fchlung kommt.<\/p>\n\n\n\n

Tieftemperaturverhalten<\/h3>\n\n\n\n

Silikon bleibt bei deutlich niedrigeren Temperaturen flexibel als die meisten anderen Elastomere. Standardtypen halten bis etwa -60 \u00b0C; Fluorsilikon (FVMQ) bis etwa -73 \u00b0C. Darunter versteift sich das Material und wird schlie\u00dflich spr\u00f6de. Die Spr\u00f6digkeit bei niedrigen Temperaturen wird gemessen unter ASTM D746<\/a>, Dieser Wert ist f\u00fcr alle Anwendungen in K\u00fchlketten, der Luft- und Raumfahrt sowie im winterlichen Au\u00dfenbereich entscheidend. Das Versagensmuster im K\u00e4ltebereich \u00e4u\u00dfert sich nicht in sofortiger Rissbildung, sondern in einem allm\u00e4hlichen Verlust der R\u00fcckstellkraft. Eine Dichtung, die in der K\u00e4lte glasartig geworden ist, verliert ihre R\u00fcckstellkraft, und eine statische Verbindung beginnt unbemerkt zu lecken. Daher ist der Spr\u00f6digkeitspunkt, nicht die im Katalog angegebene Mindesttemperatur, der Wert, der in der Zeichnung angegeben werden sollte.<\/p>\n\n\n\n

Thermische Alterung<\/h3>\n\n\n\n

Hitzebest\u00e4ndigkeit ist keine Momentaufnahme, sondern beschreibt das Verhalten des Bauteils nach Tausenden von Stunden unter Hitzeeinwirkung. Die Langzeit-W\u00e4rmealterung wird unter folgenden Gesichtspunkten bewertet: ASTM D573<\/a>, Diese Methode misst die Ver\u00e4nderungen von H\u00e4rte, Zugfestigkeit und Dehnung nach l\u00e4ngerer Einwirkung von Temperatur. Sie unterscheidet eine G\u00fcteklasse mit der Kennzeichnung \u201c230 \u00b0C\u201d von einer, die lediglich einmalig 230 \u00b0C \u00fcbersteht. In der Praxis werden drei Alterungsindikatoren gemeinsam interpretiert: eine Zunahme der H\u00e4rte (das Gummi wird glasartig), eine Abnahme der Dehnung (es rei\u00dft statt sich zu dehnen) und ein Verlust der Zugfestigkeit. Meldet ein K\u00e4ufer, dass Teile im Einsatz spr\u00f6de werden, liegt dies fast immer an einer Diskrepanz zwischen Alterung und Temperaturbelastung und nicht an einer fehlerhaften Charge.<\/p>\n\n\n\n

Silikon vs. andere Elastomere: Thermischer Vergleich<\/h2>\n\n\n\n

Wo ist Silikon hinsichtlich der W\u00e4rmed\u00e4mmung den Alternativen tats\u00e4chlich \u00fcberlegen, und wo nicht? Typische Richtwerte:<\/p>\n\n\n\n

Material<\/strong><\/th>W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit (W\/m\u00b7K)<\/strong><\/th>Maximale Dauertemperatur<\/strong><\/th>Niedrigtemperaturgrenze<\/strong><\/th><\/tr><\/thead>
Silikon (VMQ)<\/td>~0.2<\/td>230 \u00b0C (Spitzenwerte ~300 \u00b0C)<\/td>-60\u00b0C (FVMQ ~-73\u00b0C)<\/td><\/tr>
NBR (Nitril)<\/td>~0.25<\/td>100\u2013120 \u00b0C<\/td>-30\u00b0C<\/td><\/tr>
EPDM<\/td>~0.35<\/td>130\u2013150 \u00b0C<\/td>-50\u00b0C<\/td><\/tr>
PTFE<\/td>~0.25<\/td>260 \u00b0C<\/td>-200\u00b0C<\/td><\/tr>
FKM (Viton)<\/td>~0.20<\/td>200\u2013230 \u00b0C<\/td>-20\u00b0C<\/td><\/tr>
Nat\u00fcrliches Gummi<\/td>~0.15<\/td>70\u201390 \u00b0C<\/td>-50\u00b0C<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
\"Vergleich
Vergleich des kontinuierlichen Arbeitstemperaturbereichs: Silikon vs. Fluorsilikon, PTFE, EPDM und NBR<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Lesen der Tabelle nach Anwendungsgrenze:<\/p>\n\n\n\n