Vật liệu quản lý nhiệt mới tiếp tục phát triển

Vật liệu dẫn nhiệt là vật liệu giúp cải thiện hiệu quả phân phối nhiệt và dẫn nhiệt trong dẫn nhiệt và được sử dụng để đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ của hệ thống thiết bị điện tử. Theo các kịch bản ứng dụng và đặc tính hình thái của nó, nó chủ yếu bao gồm màng tản nhiệt than chì, vật liệu tản nhiệt dẫn nhiệt (ống dẫn nhiệt, buồng hơi, v.v.) và vật liệu giao diện dẫn nhiệt (như mỡ silicon dẫn nhiệt, gel dẫn nhiệt, v.v.) .).

Sự phát triển công nghiệp của vật liệu dẫn nhiệt có thể bắt nguồn từ những năm 1950, khi vật liệu dẫn nhiệt chủ yếu là nhôm và đồng; Từ những năm 1960 đến những năm 1970, vật liệu silicon bắt đầu phát triển nhanh chóng và ống dẫn nhiệt xuất hiện. Từ những năm 1970 đến đầu thế kỷ 21, vật liệu than chì phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi. Kể từ đó, với sự phát triển của các ngành công nghiệp mới như 5G và pin điện, nhu cầu về tính dẫn nhiệt đã tăng cao và các vật liệu quản lý nhiệt mới tiếp tục phát triển.

Màng than chì dày

Màng than chì tự nhiên là vật liệu phân phối nhiệt dựa trên than chì đầu tiên và là vật liệu phân phối nhiệt được sử dụng sớm nhất. Than chì vảy có hàm lượng carbon cao có thể thu được màng than chì tự nhiên thông qua xử lý hóa học và cán giãn nở ở nhiệt độ cao. Quy trình sản xuất đơn giản, nước tôi có trữ lượng than chì tự nhiên dồi dào và lợi thế vượt trội về chi phí. Vấn đề với màng than chì tự nhiên nằm ở hai điểm sau: Thứ nhất, là một sản phẩm tự nhiên, các tấm của nó dễ bị khiếm khuyết về cấu trúc, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất phân phối nhiệt cục bộ; thứ hai, mặc dù độ dẫn nhiệt theo chiều ngang của than chì tự nhiên đã vượt quá hầu hết các vật liệu, tuy nhiên, độ dẫn nhiệt theo chiều dọc của nó không đủ nổi bật và nó chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực sản phẩm cấp thấp.

Graphene

Graphene là một vật liệu phân phối nhiệt mới, được mệnh danh là “chiến binh lục giác”, có tính dẫn nhiệt mạnh và tính linh hoạt. Graphene đề cập đến một lớp nguyên tử carbon. Độ dẫn nhiệt lý thuyết của nó cao tới 5300W/m·K, khiến nó trở thành một trong những chất có độ dẫn nhiệt cao nhất cho đến nay. Với sự nâng cao liên tục về hiệu suất của các sản phẩm điện tử, nhu cầu cân bằng nhiệt ngày càng tăng đã thúc đẩy việc sử dụng màng graphene. Ngoài tính dẫn nhiệt cao, tính linh hoạt của màng graphene cũng là một đặc tính quan trọng.

Ống dẫn nhiệt siêu mỏng

Ống dẫn nhiệt có đặc tính cân bằng nhiệt độ nhanh và bao gồm một ống kim loại rỗng bên ngoài và chất lỏng thay đổi pha bên trong. Nguyên lý làm việc của nó là nhanh chóng cân bằng nhiệt độ của bề mặt ống thông qua sự tuần hoàn liên tục của các thay đổi hai pha lỏng và hơi trong khoang ống kim loại rỗng. Ống dẫn nhiệt thường được sử dụng trong các bộ trao đổi nhiệt, bộ làm mát, v.v., và chủ yếu chịu trách nhiệm dẫn nhiệt nhanh. Chúng hiện là bộ phận dẫn nhiệt phổ biến và hiệu quả nhất trong các thiết bị tản nhiệt của sản phẩm điện tử.

Buồng hơi siêu mỏng

Buồng hơi là thiết bị nhiệt cao cấp và chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị nhạy cảm với độ dày hoặc trọng lượng. Buồng hơi thường bao gồm đồng bên ngoài và nước ngưng có thể thay đổi pha bên trong. Cấu trúc và nguyên lý ngâm nhiệt của nó tương tự như ống dẫn nhiệt. Sự khác biệt là buồng hơi có hình dạng tấm hai chiều. Thông qua bốn bước dẫn nhiệt, bay hơi, đối lưu và hóa rắn, nhiệt lượng tỏa ra từ nguồn nhiệt điểm được phân bố đều trên toàn bộ mặt phẳng. Hiệu ứng cân bằng nhiệt vượt trội so với vật liệu làm từ than chì.

Vật liệu giao diện nhiệt đầy hỗn hợp

Vật liệu giao diện nhiệt thường bao gồm hai phần: vật liệu nền và chất độn. Vật liệu cơ bản chủ yếu được sử dụng để đảm bảo rằng vật liệu giao diện nhiệt có thể bao phủ tất cả các vị trí có khe hở không khí và nó chủ yếu được làm bằng polyme lỏng. Chất độn được làm bằng nhiều vật liệu khác nhau có độ dẫn nhiệt cao, chẳng hạn như kim loại và oxit kim loại, nitrua, cacbua, v.v., để cải thiện hiệu suất truyền nhiệt.

Vật liệu composite dẫn nhiệt chuyển pha

Vật liệu thay đổi pha dẫn nhiệt chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị hiệu suất cao, yêu cầu điện trở nhiệt nhỏ và hiệu suất dẫn nhiệt cao, có độ tin cậy cao và độ an toàn cao. Nguyên lý làm việc của nó là sử dụng quá trình thay đổi pha để dẫn nhiệt. Khi nhiệt độ đạt đến điểm thay đổi pha, vật liệu pha dẫn nhiệt sẽ trải qua quá trình thay đổi pha, chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng và chảy vào khe hở không đều giữa bộ phận làm nóng và bộ tản nhiệt dưới áp suất.