Жылу өткізгіштік - бұл электроникадан құрылысқа дейінгі көптеген қосымшалардағы маңызды қасиет. Қандай материалдар термиялық өткізгіштігін түсіну және неге осы салалардағы тиімділігі мен тиімділігін оңтайландыру үшін қажет.

Жылу өткізгіштікке кіріспе

Өзегінде, жылу өткізгіштік - бұл материалдың жылуды өткізуге мүмкіндігі. Бұл сипат көбінесе материалдағы атомдардың құрылымы мен байланыстарына байланысты. Мысалы, металдар, мысалы, энергияны беруді жеңілдететін ақысыз электрондарға байланысты жоғары жылу өткізгіштік көрсетілім. Мыс, алюминий және күміс, алюминий және күміс материалдар көбінесе қолданбаларда қолданылады, онда жылу жылуды кетіру қажет. Олардың жоғары жылу өткізгіштігі оларды жылу раковиналарында, жылу алмастырғыштарда және түрлі электрондық компоненттерде қолдануға өте ыңғайлы етеді.

Металдар: жылу өткізгіштіктің эталоны

Металдар керемет жылу өткізгіштік үшін жалпыға ортақ. Олардың ішінде мыс және алюминий шығындармен жиі жұмыс істейді - Тиімділік және тиімділік. Мыс, қымбатырақ болса да, жоғары өткізгіштікті ұсынады және әдетте оңтайлы жылу беру өте маңызды болған жағдайда қолданылады. Алюминий, мыс мыс ретінде өткізілмеген, ал оны көптеген өнеркәсіптік қосымшаларда танымал етіп, жеңіл және көп қол жетімді нұсқаны ұсынады. Бұл металдар көбінесе жылу менеджменті жүйелерін кеңейту үшін осы материалдарды пайдалануға мамандандырылған жылу өткізгіш материалдық өндіруші жасаған өнімдерде кездеседі.

- Металл өткізгіш материалдар

Металлдар жақсы болған кезде, олардың өткізгіштік қасиеттері үшін белгілі, белгілі бір емес металл материалдары айтарлықтай жылу өткізгіштік көрсетілімін көрсетеді. Графит және гауһар осы санаттағы ерекшеленеді. Графит, оның қабаты қабатына байланысты жылу беруді оның кристалдарының ұштары бойымен өткізеді. Бұл қасиет оны жылу интерфейсі мен батареялары сияқты қосымшаларда пайдалы етеді. Табиғи түрде пайда болатын материалдардың ең танымал жылу өткізгіштігі бар гауһар, жоғары - жылу тарату таратқыштарында қолданылады. Оның қолданылуы өзіндік құны шектеулі болғанымен, синтетикалық гауһар та белгілі бір жоғары деңгей үшін өміршең бола бастайды.

Керамика және композиттер

Соңғы жылдары керамика және композициялық материалдар олардың жылу қасиеттеріне назар аударды. Алюминий нитрид және кремний карбиді сияқты жетілдірілген керамика, орташа жылу өткізгіштігі өте жақсы электр оқшаулауымен үйлеседі. Бұл комбинация электронды субстраттарда және қаптамада ерекше құнды. Сонымен қатар, полимерлермен немесе басқа матрицалары бар өткізгіш толтырғыштардың араласатын композициялық материалдар, арнайы жылу қасиеттеріне мүмкіндік береді. Бұл композиттер нақты талаптарға жауап беру үшін жобаланған, осылайша термиялық өткізгіш қосымшалардың көлемін кеңейту.

Дамушы материалдар мен инновациялар

Инновация жаңа термиялық өткізгіш материалдардың дамуын жалғастыруда. Көміртекті барлау - Көміртекті емес материалдар, мысалы, көміртегі нанотүтікшелері мен графені, термиялық басқару көкжиегін кеңейтуде. Бұл материалдар жеңіл және икемді қасиеттері бар ерекше жылу өткізгіштікке мүмкіндік береді. Зерттеу барысында осы дамып келе жатқан материалдар болашақ технологияларда маңызды рөл атқарады деп күтілуде.

Қорытынды

Материалдардың жылу өткізгіштігін түсіну әртүрлі салалардағы тиімді жобалау және қолдану үшін өте маңызды. Металдардың жоғары өткізгіштігінен пайда болған материалдардың инновациялық әлеуетіне дейін, әр түрі ерекше артықшылықтарды ұсынады. Жылу өткізгіш материалдық өндіруші кесуді қамтамасыз ету үшін осы оқиғалар туралы хабардар болуы керек - Жылуды басқару мәселелері бойынша арнайы шешімдер. Материалдық ғылымдағы бұл эволюция болашақ технологиялардың тиімділігі мен орындалуын жақсартуға уәде береді.

Материалтану ғылымының саласында жылу өткізуге материалдың өз термиялық өткізгіштікімен қамтамасыз ету мүмкіндігі. Жоғары жылу өткізгіштік электроника, автомобиль және аэроғарыш өндірісіндегі жылу энергиясының тиімді мөлшері қажет болған кезде өте маңызды. Бірнеше материалдар жоғары термиялық өткізгіштік көрсетіліп, осы маңызды қосымшаларға несие береді.

● металдар: жылу өткізгіштікке арналған эталон

Металл олардың керемет жылу өткізгіштігі үшін әйгілі, көбінесе жылу беруді жеңілдететін ақысыз электрондардың болуына байланысты танымал. Металлдар арасында мыс пен алюминийдің арасында жылу өткізгіштер ең маңызды материалдар табылады. Мыс 2-ге жуық жылу өткізгіштікке ие, бұл шамамен 400 Вт / м / м-дің жылу раковиналары мен жылу алмастырғыштарын таңдаулы таңдау жасайды. Оның жоғары өткізгіштігі оның ортақшаруы мен коррозияға төзімділігімен толықтырылған, оның әмбебаптығына байланысты.

Алюминий шамамен 235 Вт / м / ға дейін термиялық өткізгіштікпен тығыз байланысты. Мыстан төмен түссе де, алюминийдің төменгі тығыздығы мен құны салмақтағы тартымды балама болып табылады - Сезімтал қосымшалар. Сонымен қатар, оның қарапайымдылығы электронды құрылғылардан автомобильдерден автоматтандырылған радиаторларға қосымшалардың кең спектрін алуға мүмкіндік береді.

● - Металл жылу өткізгіш материалдары

Жоғары жылу өткізгіштікке ұмтылу металдармен шектелмейді. Кейбір емес - Металл материалдары сонымен қатар көміртекті жылу өткізгіш қасиеттерін, алқапталған материалдармен қамтамасыз етеді. Алмаз, көміртекті нанотүтікшелер және графен осы санаттағы алдыңғы қатарда.

Гауһар - бұл табиғи марвел, жылу өткізгіштігі 2000 Вт / м / м. Оның сирек кездесетіндігі мен шығыны оның кең таралғанын шектейтінімен, синтетикалық гауһарлар жоғары деңгейде жұмыс істейді - Электроника және кесу - Edge Technology қосымшалары.

Графен, оның екеуі бар, көміртек атомдарының өлшемді құрылымы, айрықша жылу өткізгіштік ұсынады, 5000 Вт / м / м. Бұл жылу өткізгіш материал бүкіл әлемдегі зерттеушілердің назарын термиялық менеджмент қосымшаларында өз әлеуетін басқарады. Графеннің икемділігі мен беріктігі оны миниатюралық электрониктерді үндеуге мәжбүр етеді, онда ғарыштық және жылуды тарату өте маңызды болып табылады.

● керамика: дамып келе жатқан шекара

Керамикалық материалдар тарихи тұрғыдан олардың иондық және ковалентті байланысының салдарынан нашар жылу өткізгіштікпен байланысты болды. Алайда, материалдарды жобалаудағы жетістіктер жылу өткізгіштігі жақсартылған керамикалық композиттердің дамуына әкелді. Борон Нитрид және алюминий нитриді - бұл мысалдар.

«Ақ графит» деп аталатын бор Нитрид, оның алты беккірген түрінде қолданылған кезде, 400 Вт / м / м. Дейін жететін жылу өткізгіштігі бар. Оның жылу өткізгіштік пен электр оқшаулауының ерекше үйлесімі оны жоғары бағалы интерфейс материалдары сияқты қосымшаларда құнды етеді.

Алюминий нитрид - бұл электроникадағы кәдеге жаратуды байқаған басқа керамикалық жылу өткізгіш материал. Шамамен 180 Вт / м / металлургиямен, ол электр оқшаулауын қамтамасыз ету кезінде тиімді жылу бөлінуі ретінде қызмет етеді, бұл оны микроэлектроникадағы субстратқа өте ыңғайлы етеді.

● Қорытынды: жылу өткізгіш материалдардың болашағы

Жоғары жылу өткізгіштікпен материалдарды іздеу өте маңызды сияқты. Технологиялық жетістіктер мен термиялық басқарудың тиімді өсуіне сұраныс ретінде жаңа материалдар мен композиттерді барлау жалғасуда. Металар эталон болып қалады, бірақ емес бастапқы деректердің дамуы ландшафтты қайта анықтайды. Болашақ сөзсіз, әрдайым инновациялық өткізгіш материалдарды, әрқашан инновациялық өткізгіш материалдарды көреді - Технология мен өнеркәсіптің даму қажеттілігі.

Жылу өткізгіштік - бұл материалдардан жасалған маңызды қасиет, көбінесе нақты қосымшаларға материалдың жарамдылығын туғызады. Технологиялық және әртүрлі өнеркәсіптік қосымшалардың ең көп термиялық өткізгіштік материалының неғұрлым көп екенін түсіну қажет.

Жылу өткізгіштікті түсіну

Жылу өткізгіштік - бұл материалдың жылуды өткізу қабілетінің өлшемі. Әдетте ол әр метрге ваттқа жіберіледі - Келвин (Вт / м / м). Жоғары жылу өткізгіштігі бар материалдар электроника, жылу алмастырғыштар және түрлі инженерлік қосымшалар сияқты жылу шығынын қажет ететін учаскелерде өте маңызды. Технологиялық талаптардың жоғарылауы ретінде, өте жақсы жылу өткізгіш қасиеттері бар материалдардың талабы.

Жылу өткізгіш материалдардың шыңы

Барлық белгілі материалдардың ішінде гауһар гауһар тепе-жігердің ішіндегі еңсеріктік. Шамамен 2000 Вт / м / гуған жылу өткізгіштігімен алмаз металдар, жоқ металдар және керамика сияқты басқа материалдардан асып түседі. Бұл қасиет фонондар немесе жылу беруге мүмкіндік беретін кристалды тордың құрылымына байланысты, ол бөлшектерді алып жүруге мүмкіндік береді, торды минималды кедергісі бар торды өткізуге мүмкіндік береді. Бұл керемет жылу өткізгіштің мүмкіндігі гауһар алмасты тиімді термиялық басқарудың шешуші жағдайында шешуге болмайды.

Жылу өткізгіш баламаларды салыстыру

Алмаз гауһар тастарды орнатқан кезде, басқа материалдар сонымен қатар жылу өткізгіштікке назар аударады. Графен, екі рет өлшенген көміртек атомдарының бір қабаты - Көлемді балдың торы, 5000 Вт / м / м / м / м / мақтағы жылу өткізгіш қасиеттерін көрсетеді. Өзінің әсерлі тиімділігіне қарамастан, графеннің өтініші үлкендіктегі қиындықтарға байланысты шектеулі, ал ауқымды өндіріс және қолданыстағы технологияларға интеграциялануы мүмкін.

Мыс және алюминий сияқты металдар, сонымен қатар жылу өткізу қабілеті, жылу өткізе алады, сәйкесінше 385 Вт / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м / м; Бұл металдар өздерінің қол жетімділігіне, құнына байланысты салалар бойынша кеңінен қолданылады - Алмаздың жылу өткізгіштігінен төмен түскенімен, олар көптеген термиялық басқару шешімдеріне ажыратылады.

Жоғары өткізгіш материалдарды қолдану

Жоғары жылу өткізгіштік қасиеттері бар материалдарды қолдану көптеген салаларды қамтиды. Электроникада, жылуды басқару Құрылғының істен шығуын болдырмау және өнімділікті қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Табиғи немесе синтетикалық гауһар, жылу раковиналары мен жартылай өткізгіш субстратта пайдаланылады. Оның керемет жылу өткізгіштігі жылуды жақсартады, электронды компоненттердің жұмысын және ұзақ өмір сүруін жақсартады.

Графен, бұл әлі күнге дейін ғылыми-зерттеу және даму сатысында болғанымен, жылу менеджменті мен энергия құрылғыларында болашақ қосымшаларға уәде береді. Оның ерекше жылу өткізгіштік қасиеттері келесіде пайдаланылуы үшін зерттелуде -

Қиындықтар мен болашақ бағыттар

Өте өткізгіш материалдардың қол жетімділігі мен артықшылықтарына қарамастан, қиындықтар қалады. Алмаз мен графен өндірудің өзіндік құны мен масштабталуы маңызды кедергілер болып табылады. Бұған қоса, осы материалдарды өндірістік процестерге олардың жылу өткізгіш қасиеттерін бұзбай-ақ интеграциялау қосымша технологиялық жетістіктерді қажет етеді.

Болашақ зерттеулер осы кедергілерді жеңуге, жаңа материалдарды зерттеп, қолданыстағы жылу өткізгіштікті арттыруға бағытталған. Алмаз немесе графенмен біріктірілген композициялық материалдардың дамуы басқа заттармен біріктіріледі, бұл перспективалы даңғыл болып табылады, бұл белгілі бір қосымшаларға арналған арнайы заттармен материалдар бере алады.

Қорытындылай келе, алпауыр қазіргі уақытта атаққа ең көп термиялық өткізгіш материалға ие, жүргізіліп жатқан зерттеулер мен инновациялар, мүмкін, мүмкін болатын шекараны итеру. Материалдарды одан да көп жылу өткізгіш мүмкіндіктері бар материалдарды табу немесе синтездеуге арналған тапсырма материалтану саласындағы динамикалық және қызықты өріс болып қала береді.

Жылу өткізгіш материалдарға кіріспе

Әр түрлі салаларда жылуды тиімді жүргізе алатынын түсіну, әр түрлі салаларда, өндірістік қосымшалардан күнделікті үй шаруашылықтарына дейін. Жылу өткізгіш материал жылу энергиясын беруге мүмкіндік бере отырып, қажет. Бұл материалдар олардың жылуды жүргізу қабілетінде айтарлықтай ерекшеленеді, оны белгілі бір өтінім үшін дұрыс таңдау маңызды етеді.

Негізгі жылу өткізгіш материалдар

1. Металдар

Металдар жақсы - Осыардың ішінде мыс пен алюминий олардың жоғары жылулық өткізгіштігіне байланысты ерекшеленеді. Мыс көбінесе жылу алмастырғыштарда, радиаторларда және пісіру кезінде қолданылады, өйткені ол жылуды тез және тиімді өткізеді. Алюминий, мыстан сәл өткізгіштігі, бірақ аз тығыздық пен жақсы термиялық өткізгіштің үйлесімін ұсынады, бұл оны жылу раковиналары және электр беру желілеріндегі материалдар үшін танымал таңдау жасайды. Күміс, егер оның құнына байланысты жиі пайдаланылмай, оның құнын, іс жүзінде жылудың ең жақсы өткізгіштерінің бірі болып табылады.

2. Керамика

Керамика көбінесе жылу өткізгіштік пен басқа қасиеттер арасындағы тепе-теңдік, мысалы, электр оқшаулауы қажет болған кезде қолданылады. Алюминий нитрид және кремний карбиді сияқты материалдар электроникада электроникада қолданылады, өйткені электроника кезінде электроника кезінде электроника қолданылады. Бұл материалдар біріктірілген тізбектер мен электронды орамдарда кеңейтілген қосымшаларды табады.

3. Графит және көміртек - Негізделген материалдар

Графит, көміртегі түрі, әсіресе, жылу өткізгіш материал, әсіресе, жоспардың бағыты. Ол электроникадағы термиялық басқарудан бастап электроникадағы қосымшаларда қолданылады, олар жоғары деңгейдегі компоненттерге дейін қолданылады. Графен, графиттен алынған жетілдірілген материал керемет термиялық өткізгіштік көрсетеді және болашақ технологияларда қолдануға арналған зерттеу тақырыбы болып табылады.

4. Жылу интерфейсі материалдары

Көптеген технологиялық қосымшаларда жылуды тарату өте маңызды, термиялық пасталар мен электродтар сияқты жылу интерфейсі (TIMS), беттер арасындағы жылу қосылымын жақсарту үшін қолданылады. Бұл материалдар әдетте өткізгіш толтырғыштар мен полимер матрицасынан, электроникадағы, процестегі жылу беруді қамтамасыз ететін полимер матрицасынан жасалады, электроникадағы жылу беруді қамтамасыз етеді.

Дұрыс жылу өткізгіш материалды таңдау

Тиісті жылу өткізгіш материалды таңдау бірнеше факторларды, оның ішінде жылу өткізгіштік, электр өткізгіштік, механикалық қасиеттері, салмағы және құны туралы ескеруді талап етеді. Жоғары деңгейде - Өнімділік қосымшалары, күміс немесе графен тәрізді материалдар, олар өздерінің жоғары өткізгіштігі үшін таңдалуы мүмкін, ал құны бойынша, алзандоздар, алюминий немесе графит қажет болуы мүмкін. Сонымен қатар, қоршаған орта жағдайлары, мысалы, коррозияға немесе жоғары температураға әсер ету, материалдық іріктеуде маңызды рөл атқарады.

Қорытынды

Жылу өткізгіш материалдары кеңейтілген қосымшаларда тиімді жылу беруді жеңілдетуде қажет емес. Мыс және алюминий сияқты металдар алюминийден тұрады, ал керамика және графен сияқты алдыңғы қатарлы материалдар маңызды бола түсуде. Олардың нақты өткізгіштік қасиеттері мен жалпы материалдық сипаттамаларына сүйене отырып, осы материалдарды мұқият таңдау термиялық жүйелердің тиімділігі мен тиімділігін айтарлықтай арттырады. Технология дамыған сайын, роман материалдарын әзірлеу және пайдалану кеңеюді жалғастыруы мүмкін, бұл жылуды тарату мәселелерін басқарудың озық шешімдерін ұсынады.