Framväxande och utvecklande kylteknik
Tvådimensionella material
Tvådimensionella material avser material där elektroner endast kan röra sig fritt på nanometerskalan i två dimensioner, det vill säga elektroner kan bara röra sig i ett plan. Vanliga tvådimensionella material inkluderar grafen, hexagonal bornitrid, supergitter, kvantbrunnar, etc. På grund av dess mycket goda värmeledningsförmåga kan tvådimensionella material användas vid förpackning av elektroniska chips för att förbättra värmeavledning. Grafen, som en typisk representant, har en ultrahög värmeledningsförmåga på 5300 W/(m·K) på grund av dess starka sp2-bindning, som kan användas som ett lovande värmeavledningsmaterial. Många dokument har rapporterat att olika grafenbaserade filmer, grafenpapper, flerskiktsgrafen/epoxipolymermaterial och grafenark kan användas som värmeavledningsskikt i elektroniska enheter. Hexagonal bornitrid, som ett tvådimensionellt material som leder värme men inte leder elektricitet, har en värmeledningsförmåga på 390 W/(m·K), och utvidgningskoefficienten är den minsta bland för närvarande kända keramiska material. Figur 6 är ett schematiskt diagram över användning av tvådimensionella material för att packa en IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
Genom numerisk simulering, Liu Shutian et al. fann att det tvådimensionella porösa materialet med den bästa värmeavledningsförmågan är en typ av vanlig hexagonal mikrostruktur. Wu Xiangshui och andra introducerade i detalj den termiska konduktivitetsmätningstekniken för tvådimensionella material och den termiska konduktiviteten hos olika tvådimensionella material. Bao Jie använder det tvådimensionella skiktade materialet hexagonal bornitrid för att lösa värmeavledningsproblemet för elektroniska enheter med hög effekt, och föreslår en plan för att ytterligare förbättra dess värmeavledningseffekt. Värmeavledningstillämpningen av grafen i tvådimensionella material är den mest representativa. Författaren tror att grafenfilmen kan täckas på chipet under värmeavledningen av det elektroniska chipet, och den hexagonala bornitriden kan fyllas i förpackningshartset, som kan vara mycket stort. Graden av minskning av termiskt motstånd. Tvådimensionell materialvärmeavledning befinner sig för närvarande i utvecklingsstadiet i branschen, och det är fortfarande en lång väg kvar att gå inom detta område. När de är mogna kommer tvådimensionella material definitivt att lysa inom området för spånvärmeavledning.
2.2 Jonvindsvärmeavledning När ett elektriskt fält appliceras mellan en vass yta och en trubbig yta kommer ett stort antal negativa joner att joniseras nära den skarpa ytan och ett stort antal positiva joner kommer att genereras nära den trubbiga ytan. De positiva och negativa jonerna måste neutraliseras, och de negativa jonerna flyger iväg till de positiva jonerna. Rörelsen av joner kommer att orsaka stora störningar på den omgivande vätskan. På grund av tröghet drivs andra molekyler i luften att röra sig tillsammans, vilket genererar jonvind. Figur 7 är ett schematiskt diagram över jonvindgenerering. Jonvindsvärmeavledningsteknik uppfanns först av professor Alexander Mamishev 2006. Tessera, en global leverantör av elektronisk produktminiatyriseringsteknologi, lanserade en Electrohydro Dynamic (EHD) värmeavledningslösning baserad på jonvindvärmeavledning. Ytan är endast 3 cm2 och kan installeras. I den bärbara datorn. Den största fördelen med denna värmeavledningsmetod är att det inte finns någon mekanisk mekanism och inget brus genereras. Det finns vissa problem med jonvindens värmeavledning. Systemets energiförbrukning kan till exempel öka, och den elektromagnetiska strålningen som genereras av jonvind kommer också att påverka människors hälsa. Dessa problem har dock lösts. Problemen med hur man förhindrar damm och hur man förlänger livslängden håller fortfarande på att lösas.
Efter att ha sorterat ut och analyserat ovanstående flera värmeavledningsmetoder, är det inte svårt att se att med den kontinuerliga uppdateringen och utvecklingen av elektroniska enheter, strävar värmeavledningsmetoderna för elektroniska enheter i allt högre grad efter portabilitet och högre effektivitet. Medan elektroniska enheter och elektroniska chips är mer exakta och kompakta, medför de också problem med värmeavledning. Temperaturens inverkan på elektronisk utrustning återspeglas huvudsakligen i två aspekter: den ena är chipets termiska fel och den andra är spänningsskadan. Om man jämför ovanstående värmeavledningsmetoder, om en metod ensam har för många brister, kan flera metoder användas för att avleda värme, såsom: jonvind och forcerad luftkylning för värmeavledning; fasförändringsenergilagring och värmeledningar för värmeavledning; 2. Dimensionellt material förpackas och kombineras med andra värmeavledningsmetoder."5D elektroniskt blod" är en mycket lovande teknik, och det kommer att bli en stor förändring av elektronisk utrustning som ska utvecklas. Användningen av tvådimensionella material för förpackning av elektronisk utrustning och användningen av mikrokanaler på bottenplattan kommer att bli mer och mer utbredd, och andra värmeavledningsmetoder måste väljas för olika situationer. Författaren föredrar personligen fasförändringsenergilagringskylning och värmerörskylning.
För närvarande är den teoretiska forskningen om värmeavledning relativt komplett, men det finns också många tekniska svårigheter. Flaskhalsproblemet med värmeavledningsteknik hindrar också indirekt vidareutvecklingen av elektronisk utrustning. Det är en lång väg att gå. Att bryta igenom de nuvarande problemen och hitta bättre värmeavledningsmaterial kommer alltid att vara en het fråga inom värmeavledningsområdet.
