高性能高分子材料凭借其独特的综合性能（优异的绝缘性、密封性、化学兼容性与加工灵活性），有效弥补了这些技术缺口，成为液冷系统中不可或缺的关键材料。

1、冷板结构件

应用场景：用于制造冷板的盖板、密封框架及集成流道等核心承压与密封部件，与金属底板共同构成封闭液流通道。

关键材料：

（1）PPS（聚苯硫醚）：具备卓越的耐热性（长期使用温度＞200℃）、尺寸稳定性及耐化学性，成为主流选择。

PPS聚苯硫醚，来源：Chemical Book

（2）PEEK（聚醚醚酮）：性能接近金属的特种工程塑料，具备极高的强度、耐热性和耐腐蚀性，但成本昂贵。通常用于要求苛刻的高端液冷系统，或作为金属与塑料连接的关键适配件。

PEEK聚醚醚酮，来源：立光工业股份有限公司

（3）PP（改性聚丙烯）：成本较低，通过玻纤增强后可提升刚性和耐热性。主要用于对强度要求不高的冷板盖板、外壳或辅助结构件，需确保其与冷却液（如水、乙二醇溶液）的长期相容性。

PP聚丙烯，来源：深圳市恩欣龙特种材料股份有限公司

（4）PA（改性尼龙）：通过玻纤或碳纤增强后，具有优异的力学强度、耐油性和一定的耐热性。适用于冷板的框架、支撑结构，甚至在部分设计中可替代金属作为流道的一部分。

PA改性尼龙，来源：百度百科

上述材料常通过玻璃纤维（GF）增强以提升机械强度。

玻璃纤维，来源：Chemical Book

核心作用：实现复杂流道结构的一次成型，兼顾结构强度与密封性能，具备轻量化、低成本及电气绝缘等多重优势。

2、导热界面材料

在芯片与冷板金属底座之间，导热界面材料用于填充微观缝隙、排出空气，建立高效热流通道。该类材料以高分子为基体的复合材料为主导。

• 主要类型与材料：

（1）导热凝胶/硅脂：以硅油为基础，具备优异浸润性和流动性，适用于CPU/GPU与冷板之间，实现最低热阻。

（2）导热相变材料：基体为特定熔点的聚合物或蜡，室温为固态便于安装，工作温度下相变为类液态，兼具施工便利与高可靠性。

导热相变材料，来源：傲川科技

（3）导热垫片：以硅橡胶为基体，呈片状固体，适用于存在公差或需绝缘的区域，如内存散热等。

核心功能：高分子基体作为导热填料的载体，提供浸润性、柔韧性及电气绝缘性，是实现高效热传导的关键。

3、绝缘与密封材料

在冷板式液冷中，电气绝缘与流体密封同等重要，高分子材料在此发挥关键作用。

• 结构绝缘件：

应用场景：用于固定冷板或隔离高压元件的支架、垫片等。

关键材料：PPS、PBT、PA等增强工程塑料，兼具结构强度与高绝缘性。

PBT，来源：UKPACK

• 密封件：

应用场景：管路接头、冷板盖板、泵接口等。

关键材料：氟橡胶、硅橡胶、EPDM等弹性体，提供密封与绝缘双重保障。

• 灌封与涂覆材料：

应用场景：电源模块或敏感电路的绝缘保护。

关键材料：环氧树脂、有机硅凝胶，形成坚固绝缘层，具备防潮、抗震等功能。

核心作用：构建系统内可靠的电气隔离与流体密封，保障长期运行安全。

4、管路与连接系统

应用场景：构成冷却液输送网络，包括柔性管路与刚性连接件。

关键材料：

（1）柔性管路：TPU（热塑性聚氨酯）与PA（尼龙），提供柔韧性、耐压性与抗疲劳性。

TPU聚氨酯，来源：路博润

（2）刚性连接件：PPS与PBT，确保结构稳固与尺寸精确。

核心作用：实现冷却液回路的可靠密封与耐久连接，保障系统在压力与振动环境下长期稳定运行。

5、分配单元

应用场景：作为冷却系统的“流量调度中心”，负责将冷却液精确分配至各支路。

关键材料：PPS与PPA（聚邻苯二甲酰胺），具备极低的吸湿率与优异的尺寸稳定性。

PPA聚邻苯二甲酰胺

核心作用：维持流道结构长期稳定，实现各支路流量与压力的精确控制，优化系统散热能效。

应用场景：对主板高压区域、敏感元器件及接插件进行涂覆或灌封保护。

关键材料：

（1）有机硅凝胶：质地柔软，抗冲击与振动，便于返修。

（2）环氧树脂：固化硬度高，附着力强，提供“硬质铠甲”式保护。

（3）聚氨酯：性能介于二者之间，耐磨性与耐化学性良好。

核心作用：彻底隔绝电路与冷却液，防止短路与电化学腐蚀，提升系统在恶劣环境下的可靠性。

有机硅凝胶，来源：上海希奈新材料

2、系统结构件

• 槽体与观察窗：

关键材料：PMMA（亚克力）与PC（聚碳酸酯），兼具高透明度、刚性及冷却液兼容性。

PMMA材料

• 内部结构件：

关键材料：玻璃纤维增强PA与PPS，确保在热浸没环境下的尺寸稳定性与抗蠕变性。

核心作用：提供稳定的物理支撑与可视化运维条件，保障设备长期安全运行。

3、元器件与互连系统

• 接插件与插座：

关键材料：PPS、LCP（液晶聚合物），具备低吸湿率与溶出率，维持长期绝缘强度。

LCP材料，来源：SMARTMolding

• 线缆绝缘层：

关键材料：交联聚乙烯（XLPE）、氟塑料及特种弹性体，确保长期浸泡后绝缘性能不下降。

核心作用：实现元器件在浸没环境下的本征兼容，保障电气连接的可靠性。

4、密封系统

应用场景：槽体盖板、穿板接头、泵与传感器接口等。

关键材料：氟橡胶、全氟醚橡胶（FFKM）、氢化丁腈橡胶等高端弹性体。

全氟醚橡胶，来源：中化蓝天

核心作用：防止冷却液蒸汽逸出与外部空气进入，维持系统密闭性，是浸没式液冷安全运行的基石。

5. 冷却液兼容性

• 单相浸没冷却液：

特性：矿物油、合成油或氟化液，依靠显热吸热。

兼容性挑战：易引起溶胀与萃取，需选用氟橡胶、PPS、PEEK及交联聚烯烃等兼容材料。

• 相变浸没冷却液：

特性：电子氟化液，化学惰性高，通过沸腾吸热。

兼容性挑战：需防范渗透引起的材料增塑与性能变化，构建以全氟醚橡胶、PPS、PCTFE、PTFE等为核心的“全氟化”兼容体系。

核心作用：冷却液与高分子材料的兼容性是系统设计的核心，直接决定系统的使用寿命与运行可靠性。

高分子材料在液冷服务器中已从辅助材料演进为关键技术支撑。在冷板式与浸没式液冷中，高分子材料通过其优异的绝缘性、密封性、化学兼容性与加工灵活性，构建了高效、可靠的热管理系统。未来，随着液冷技术的进一步发展，高分子材料将在高导热、高兼容、绿色环保等方向持续创新，为数据中心的高效散热与能源优化提供核心材料保障。