Lär dig om kolmaterial med hög värmeledningsförmåga
Tidigare kylflänsar av metall (aluminium, koppar) är svåra att tillgodose behoven för värmeavledning på grund av problemen med hög densitet, hög värmeutvidgningskoefficient och orena material. Med den snabba utvecklingen av vetenskap och teknik ägnar flyg-, satellitkommunikation, höghastighetsdatorer och andra områden mer och mer uppmärksamhet åt värmeavledningsfrågor, och högre krav på värmeledningsmaterial läggs fram.
På grund av dess låga densitet, höga hållfasthet, höga värmeledningsförmåga och kemiska beständighet förväntas kolmaterial ersätta de tidigare metallmaterialen och bli en ny generation av material med hög värmeledningsförmåga.
Värmeledningen av kolmaterial realiseras huvudsakligen av den termiska vibrationen av gitteratomer. Typen av kolfiber, matristyp, densitet, specifik värmekapacitet, grafiteringsgrad, preformstruktur, fibervolymfraktion, värmebehandlingstemperatur/grafitiseringstemperatur etc. påverkar kolmaterial Den huvudsakliga faktorn för värmeledningsförmåga.
För närvarande finns det huvudsakligen tre typer av kolmaterial med hög värmeledningsförmåga:
1. Diamantmaterial
För närvarande är det känt att naturlig diamant har den högsta värmeledningsförmågan bland naturmaterial, och dess rumstemperaturvärmeledningsförmåga är cirka 2000 till 2100W/(m∙K). Samtidigt är diamant också en bra isolator och ett idealiskt värmeavledningsmaterial för substrat. För närvarande har diamantkolfilmen framställd med kemisk ångavsättningsmetod fördelarna med hög kvalitet och låg kostnad.
2. Grafitmaterial
Grafit består av sex prismaytor och två tättpackade basytor. Den tillhör den hexagonala strukturen och är huvudsakligen indelad i två kategorier: naturlig grafit och konstgjord grafit. Värmeledningsförmågan för vanlig grafit vid rumstemperatur är endast 70 till 150W/(m∙K), medan den termiska ledningsförmågan för naturlig grafit på 002-kristallplanet vid rumstemperatur kan nå 2200W/(m∙K). Den termiska konduktiviteten på ytan har också nått 2000W/(m∙K).
3. Grafenmaterial
Grafenmaterialet är sammansatt av en tvådimensionell plan struktur som består av ett enda lager av kolatomer tätt anordnade i en vanlig hexagon. Det är en bikakeform och är ett enda lager av kolatomytmaterial exfolierat från grafit. Mikromekanisk exfolieringsmetod, epitaxiell tillväxtmetod, kemisk ångavsättningsmetod och grafenoxidkemisk reduktionsmetod är de huvudsakliga beredningsmetoderna för grafen. Värmeledningsförmågan i rumstemperatur hos enskiktsupphängd grafen kan nå 3000 till 5300W/(m∙K) ).
Kolatomer har ett speciellt arrangemang. Vanligt använda kolmaterial har en enorm struktur och anisotropi av värmeledningsförmåga, det vill säga de har hög värmeledningsförmåga i riktning mot grafitkristallplanen, medan den termiska ledningsförmågan mellan kristallplanen är mycket liten. Den föredragna orienteringen begränsar dess värmeledningsförmåga i tjockleksriktningen.
Men fördelarna med kolmaterial kan inte ignoreras. De värmehanteringsmaterial som använder sig av sina kontroller och balanser är särskilt lämpade för att avleda värme från komponenter med stora värmeflöden i små utrymmen och kan möta utvecklingskraven för nästa generations elektroniska komponenter, och är av stor betydelse för utvecklingen av modern industri, nationellt försvar och högteknologi.
