Šiluminės sąsajos medžiagos kūrimo būsena ir atsakomosios priemonės
Aukšta temperatūra gali turėti neigiamos įtakos elektroninių komponentų stabilumui, patikimumui ir eksploatavimo trukmei. Dažnai tarp elektroninių komponentų ir aušintuvų yra nedideli tarpai, todėl tikrasis kontaktinis plotas sudaro tik 10 procentų pagrindinio aušintuvo ploto, o tai rimtai trukdo šilumos perdavimui. Šiluminės sąsajos medžiagos naudojimas tarpams užpildyti gali žymiai sumažinti kontaktinę šiluminę varžą ir užtikrinti, kad šildymo elektroninių komponentų sukurta šiluma būtų laiku pašalinta.
Atėjus daiktų interneto erai, elektroninių gaminių integracija ir toliau tobulėja. Be to, įdiegus aukšto dažnio signalus ir atnaujinus techninės įrangos komponentus, prijungtų įrenginių ir antenų skaičius padvigubėjo, todėl nuolat didėja energijos suvartojimas ir sparčiai didėja šilumos gamyba. Šiluminės sąsajos medžiaga pasižymi puikiu šilumos laidumu ir stipriu prisitaikymu prie aplinkos, o tai labai padeda integruoti ir miniatiūrizuoti įrangą ir, tikimasi, taps labiausiai trikdančiais ir transformuojančiais šilumos valdymo sprendimais.
Kalbant apie pramonę, elektronikos pramonė, atstovaujama trijų karštų sektorių, kelia vis daugiau pažangių šilumos valdymo sistemų ir šiluminės sąsajos medžiagų poreikių:
Išmani buitinė elektronika:Išmaniųjų telefonų ir planšetinių kompiuterių elektroniniai gaminiai turi tvirtą ir labai integruotą struktūrą, o nuolatinis šilumos srauto tankio gerinimas kelia vis aukštesnius reikalavimus šilumos valdymo sistemoms.
Ryšio įranga:ryšio įranga tampa vis sudėtingesnė, energijos suvartojimas didėja, o šilumos vertė sparčiai kyla, o tai sukels didžiulį šilumos sąsajos medžiagos poreikį.
Automobilių elektronika:viena vertus, variklio elektroninio valdymo modulio, uždegimo modulio, galios modulio ir įvairių jutiklių darbinė temperatūra yra itin aukšta; kita vertus, naujų energetinių transporto priemonių akumuliatoriaus galia yra didžiulė, o tradicinio aušinimo oru ir vandens aušinimo nepakanka norint susidoroti su didžiuliu šilumos išsklaidymu. Yra skubiai individualizuota šiluminės sąsajos medžiagos paklausa.
Be to, prietaisai, naudojami aviacijos, kosmoso, karinėse ir kitose srityse, paprastai turi veikti atšiaurioje aplinkoje, pvz., aukšto dažnio, aukštos įtampos, didelės galios ir ekstremaliose temperatūrose, ir reikalauja didelio patikimumo, ilgo veikimo be gedimų ir ypač didelio. aukšti visapusiški šilumos išsklaidymo medžiagų veikimo reikalavimai.
Remiantis BCC tyrimų duomenimis, pasaulinės šiluminės sąsajos medžiagos rinkos dydis išaugo nuo 716 mln. Numatoma, kad 2021 m. rinkos dydis pasieks 1,08 milijardo dolerių. Tarp jų Azijos Ramiojo vandenyno regionas viršys 812 milijonų JAV dolerių, Europa - apie 113 milijonų JAV dolerių, Šiaurės Amerika - apie 101 milijoną JAV dolerių, o kiti regionai - apie 54 milijonus dolerių. JAV doleriai.
Šilumai laidžių polimerinių kompozitų privalumai yra mažo tankio, puikių dielektrinių savybių, mažų žaliavų kainų ir lengvo apdorojimo pranašumai, tačiau polimero pagrindu pagamintų šilumai laidžių kompozitų šilumos laidumas yra palyginti mažas. Neorganinės nano medžiagos, tokios kaip aliuminio oksidas, aliuminio nitridas, silicio karbidas, boro nitridas ir anglies nanovamzdeliai, gali veiksmingai pagerinti polimerinių medžiagų šilumos laidumą, tačiau dėl neorganinių užpildų polimerinės medžiagos taps trapios ir kietos. Šiuo metu nėra gero šios problemos sprendimo, o tarptautinė ir vidaus rinkos iš esmės eina tomis pačiomis vėžėmis.
Ideali šiluminės sąsajos medžiaga turėtų turėti šias charakteristikas: didelį šilumos laidumą, didelį lankstumą, paviršiaus drėgmę, tinkamą klampumą, didelį jautrumą slėgiui, gerą šiluminio ir šalčio ciklo stabilumą, daugkartinio naudojimo ir kt. Todėl reikia spręsti kitus klausimus:
Pirma, kuriant polimerų pagrindu pagamintus kompozitus, reikalinga pažangesnė armatūros konstrukcija, kad būtų pagerintas šilumos laidumas, tuo pačiu užtikrinant mechanines savybes;
Antra, kalbant apie medžiagų paruošimą ir apdorojimą, būtina pagerinti sąsajos sukibimą tarp užpildų, sutvirtinimų ir matricos, kad būtų pasiekta ideali kompozicinės medžiagos konfigūracija;
Trečia, kalbant apie pagrindinius teorinius tyrimus, būtina toliau suprasti daugialypį fononų šilumos laidumą, nešiklio laidumo mechanizmą, fononų elektronų sujungimo mechanizmą, sudėtingą elektronų ir fononų transportavimo mechanizmą sąsajoje ir kt., kad būtų galima pateikti teorinį pagrindą šiluminės sąsajos medžiagos dizainas.
