Sužinokite apie didelio šilumos laidumo anglies medžiagas
Ankstesni metaliniai (aliuminio, vario) aušintuvai sunkiai patenkina šilumos išsklaidymo poreikius dėl didelio tankio, didelio šiluminio plėtimosi koeficiento ir nešvarių medžiagų. Sparčiai tobulėjant mokslui ir technologijoms, aviacijos, palydovinio ryšio, greitųjų kompiuterių ir kitose srityse vis daugiau dėmesio skiriama šilumos išsklaidymo problemoms, keliami aukštesni reikalavimai šilumos valdymo medžiagoms.
Tikimasi, kad dėl mažo tankio, didelio stiprumo, didelio šilumos laidumo ir cheminio atsparumo anglies medžiagos pakeis ankstesnes metalines medžiagas ir taps naujos kartos didelio šilumos laidumo medžiagomis.
Anglies medžiagų šilumos laidumą daugiausia realizuoja gardelės atomų šiluminė vibracija. Anglies pluošto tipas, matricos tipas, tankis, savitoji šiluminė talpa, grafitizacijos laipsnis, ruošinio struktūra, pluošto tūrio dalis, terminio apdorojimo temperatūra / grafitinimo temperatūra ir kt. turi įtakos anglies medžiagoms Pagrindinis šilumos laidumo veiksnys.
Šiuo metu daugiausia yra trijų tipų didelio šilumos laidumo anglies medžiagos:
1. Deimantinė medžiaga
Šiuo metu žinoma, kad natūralus deimantas turi didžiausią šilumos laidumą tarp natūralių medžiagų, o jo kambario temperatūros šilumos laidumas yra apie 2000–2100 W/(m∙K). Tuo pačiu metu deimantas taip pat yra geras izoliatorius ir ideali substrato šilumos išsklaidymo medžiaga. Šiuo metu deimantų anglies plėvelė, paruošta cheminiu garų nusodinimo metodu, turi aukštos kokybės ir mažos kainos pranašumus.
2. Grafitinė medžiaga
Grafitas sudarytas iš šešių prizmių paviršių ir dviejų glaudžiai sujungtų pagrindo paviršių. Jis priklauso šešiakampei struktūrai ir daugiausia skirstomas į dvi kategorijas: natūralų grafitą ir dirbtinį grafitą. Paprasto grafito šilumos laidumas kambario temperatūroje yra tik 70–150 W/(m∙K), o natūralaus grafito šilumos laidumas 002 kristalinėje plokštumoje kambario temperatūroje gali siekti 2200W/(m∙K). Paviršiaus šilumos laidumas taip pat pasiekė 2000 W/(m∙K).
3. Grafeno medžiagos
Grafeno medžiaga sudaryta iš dvimatės plokštumos struktūros, sudarytos iš vieno anglies atomų sluoksnio, glaudžiai išdėstytų taisyklingame šešiakampyje. Tai korio formos ir yra vieno sluoksnio anglies atomo paviršiaus medžiaga, nuskilusi iš grafito. Mikromechaninis šveitimo metodas, epitaksinio augimo metodas, cheminio nusodinimo garais metodas ir grafeno oksido cheminės redukcijos metodas yra pagrindiniai grafeno paruošimo būdai. Vieno sluoksnio suspenduoto grafeno šilumos laidumas kambario temperatūroje gali siekti 3000–5300 W/(m∙K)).
Anglies atomai turi ypatingą išdėstymą. Dažniausiai naudojamos anglies medžiagos turi didžiulę struktūrą ir šilumos laidumo anizotropiją, tai yra, turi didelį šilumos laidumą grafito kristalų plokštumų kryptimi, o šilumos laidumas tarp kristalų plokštumų yra labai mažas. Pageidautina orientacija riboja jo šilumos laidumą storio kryptimi.
Tačiau negalima ignoruoti anglies medžiagų pranašumų. Šilumos valdymo medžiagos, kuriose naudojami jų kontroliniai ir balansai, ypač tinka šilumai iš komponentų, turinčių didelį šilumos srautą mažose erdvėse, išsklaidyti, gali atitikti naujos kartos elektroninių komponentų kūrimo reikalavimus ir yra labai svarbūs kuriant moderni pramonė, krašto apsauga ir aukštosios technologijos.
