Continúan desarrollándose nuevos materiales de gestión térmica
El material conductor térmico es un material que mejora la distribución del calor y la eficiencia de la conducción del calor y se utiliza para garantizar la confiabilidad y la vida útil de los sistemas de equipos electrónicos. Según sus escenarios de aplicación y propiedades morfológicas, incluye principalmente películas de disipación de calor de grafito, materiales de disipación de calor conductores térmicos (tubos de calor, cámaras de vapor, etc.) y materiales de interfaz conductores térmicos (como grasa de silicona conductora térmica, gel conductor térmico, etc. .).
El desarrollo industrial de los materiales térmicamente conductores se remonta a la década de 1950, cuando los materiales térmicamente conductores eran principalmente aluminio y cobre; Desde la década de 1960 hasta la de 1970, los materiales de silicona comenzaron a desarrollarse rápidamente y aparecieron los tubos de calor. Desde la década de 1970 hasta principios del siglo XXI, los materiales de grafito se desarrollaron rápidamente y fueron ampliamente utilizados. Desde entonces, con el desarrollo de nuevas industrias como 5G y baterías eléctricas, la demanda de conductividad térmica ha aumentado y se han seguido desarrollando nuevos materiales de gestión térmica.
Película gruesa de grafito
La película de grafito natural es el primer material de distribución de calor a base de grafito y el primer material de distribución de calor utilizado. El grafito en escamas con alto contenido de carbono puede obtener una película de grafito natural mediante tratamiento químico y laminado de expansión a alta temperatura. El proceso de fabricación es simple y mi país tiene abundantes reservas naturales de grafito y excelentes ventajas de costos. El problema con la película de grafito natural radica en los dos puntos siguientes: primero, como producto natural, sus láminas son propensas a sufrir defectos estructurales, lo que afectará el rendimiento de la distribución local del calor; En segundo lugar, aunque la conductividad térmica lateral del grafito natural ha superado la de la mayoría de los materiales, su conductividad térmica longitudinal no es lo suficientemente destacada y se utiliza principalmente en campos de productos de gama baja.
Grafeno
El grafeno es un nuevo material distribuidor de calor, conocido como «guerrero hexagonal», con una fuerte conductividad térmica lateral y flexibilidad. El grafeno se refiere a una sola capa de átomos de carbono. Su conductividad térmica teórica alcanza los 5300 W/m·K, lo que la convierte en una de las sustancias con mayor conductividad térmica hasta el momento. Con la mejora continua del rendimiento de los productos electrónicos, la creciente demanda de ecualización del calor ha impulsado el uso de membranas de grafeno. Además de la alta conductividad térmica, la flexibilidad de las películas de grafeno también es una propiedad importante.
Tubo de calor ultrafino
El tubo de calor tiene características de rápida ecualización de temperatura y está compuesto por un tubo metálico hueco exterior y un líquido interior de fase cambiable. Su principio de funcionamiento es igualar rápidamente la temperatura de la superficie del tubo mediante la circulación continua de cambios bifásicos de líquido y vapor en la cavidad del tubo metálico hueco. Los tubos de calor se utilizan comúnmente en varios intercambiadores de calor, refrigeradores, etc., y son los principales responsables de la rápida conducción del calor. Actualmente son el elemento conductor de calor más común y eficiente en los dispositivos de disipación de calor de productos electrónicos.
Cámara de vapor ultrafina
Las cámaras de vapor son dispositivos térmicos de alta gama y se utilizan principalmente en equipos sensibles al espesor o al peso. La cámara de vapor generalmente se compone de cobre externo y condensado interno de fase cambiable. Su estructura y principio de absorción térmica son similares a los de un tubo de calor. La diferencia es que la cámara de vapor adopta una forma de placa bidimensional. A través de los cuatro pasos de conducción, evaporación, convección y solidificación, el calor liberado por la fuente de calor puntual se distribuye uniformemente en todo el plano. El efecto de compensación del calor supera al de los materiales a base de grafito.
Materiales de interfaz térmica rellenos híbridos
Los materiales de interfaz térmica generalmente constan de dos partes: material de matriz y relleno. El material base se utiliza principalmente para garantizar que el material de interfaz térmica pueda cubrir todos los lugares donde existen espacios de aire y está hecho principalmente de polímeros fluidos. Las cargas están hechas de diversos materiales con alta conductividad térmica, como metales y óxidos metálicos, nitruros, carburos, etc., para mejorar la eficiencia de la transferencia de calor.
Materiales compuestos de cambio de fase térmicamente conductores.
Los materiales de cambio de fase conductores térmicos se utilizan principalmente en dispositivos de alto rendimiento que requieren una pequeña resistencia térmica y una alta eficiencia de conductividad térmica, con alta confiabilidad y gran seguridad. Su principio de funcionamiento es utilizar el proceso de cambio de fase para conducir calor. Cuando la temperatura alcanza el punto de cambio de fase, el material de fase conductor térmico sufrirá un cambio de fase, pasando de un estado sólido a un estado fluido, y fluirá hacia el espacio irregular entre el elemento calefactor y el radiador bajo presión.