Ther երմային հաղորդունակությունը բազմաթիվ ծրագրերում կրիտիկական սեփականություն է, սկսած էլեկտրոնիկայից մինչեւ շինարարություն: Հասկանալով, թե որ նյութերը ջերմաստիճան են եւ ինչու է անհրաժեշտ այս ոլորտներում կատարողականի եւ արդյունավետության օպտիմալացման համար:

Ներածություն ջերմային հաղորդունակության մեջ

Իր հիմքում ջերմային հաղորդունակությունը ջերմություն վարելու նյութի ունակությունն է: Այս գույքը մեծապես կախված է նյութի ներսում ատոմների կառուցվածքից եւ կապից: Օրինակ, մետաղները ցուցադրում են բարձր ջերմային հաղորդունակություն `անվճար էլեկտրոնների շնորհիվ, որոնք հեշտացնում են էներգիայի փոխանցումը: Պղնձի, ալյումինի եւ արծաթի նման նյութերը հաճախ օգտագործվում են դիմումներում, որտեղ անհրաժեշտ է ջերմության արդյունավետ հեռացում: Նրանց բարձր ջերմային հաղորդունակությունը նրանց դարձնում է իդեալական օգտագործման ջերմային լվացարաններում, ջերմափոխանակիչներ եւ էլեկտրոնային տարբեր բաղադրիչներով:

Մետաղներ. Ther երմային հաղորդունակության հենանիշ

Մետաղները համընդհանուր ճանաչվում են իրենց գերազանց ջերմային հաղորդունակության համար: Դրանց թվում պղնձի եւ ալյումինը հաճախ աշխատում է արտադրության մեջ `դրանց արժեքի պատճառով - Արդյունավետությունն ու արդյունավետությունը: Պղինձը, չնայած ավելի թանկ, առաջարկում է վերադաս հաղորդունակություն եւ սովորաբար օգտագործվում է, որտեղ ջերմության օպտիմալ փոխանցումը շատ կարեւոր է: Ալյումինե, մինչդեռ ոչ այնքան հաղորդիչ, որքան պղինձը, ապահովում է ավելի թեթեւ եւ մատչելի տարբերակ, այն հանրաճանաչ դարձնելով արդյունաբերական շատ ծրագրերում: Այս մետաղները հաճախ հայտնաբերվում են ջերմային հաղորդիչ նյութի արտադրողի կողմից մշակված արտադրանքներում, որոնք մասնագիտանում են այս նյութերը օգտագործելու համար ջերմային կառավարման համակարգերը բարելավելու համար:

Ոչ - Մետաղական հաղորդիչ նյութեր

Թեեւ մետաղները լավ են հայտնի - Հայտնի է իրենց հաղորդիչ հատկություններով, որոշակի ոչ մետաղական նյութերի մետաղական նյութեր նույնպես ցուցադրում են ջերմային զգալի հաղորդունակություն: Graphite եւ Diamond առանձնանում են այս կատեգորիայում: Գրաֆիտը, իր շերտավոր կառուցվածքի պատճառով, հեշտացնում է ջերմափոխանակությունը իր բյուրեղների ինքնաթիռների երկայնքով: Այս գույքը այն օգտակար է դարձնում ծրագրերում, ինչպիսիք են ջերմային ինտերֆեյսի նյութերը եւ մարտկոցի տեխնոլոգիաները: Ադամանդը, որն ունի ամենաբարձր հայտնի ջերմային հաղորդունակությունը բնականաբար առաջացող նյութերի մեջ, օգտագործվում է բարձր - Կատարողականի ջերմային տարածիչների: Չնայած դրա օգտագործումը սահմանափակվում է ըստ գնով, սինթետիկ ադամանդները դառնում են ավելի ու ավելի կենսունակ `հատուկ բարձր - Վերջնական դիմումների համար:

Կերամիկա եւ կոմպոզիտներ

Վերջին տարիներին կերամիկան եւ կոմպոզիտային նյութերը ուշադրություն են դարձրել իրենց ջերմային հատկությունների համար: Ընդլայնված կերամիկա, ինչպիսիք են ալյումինե նիտրիդը եւ սիլիկոնային կարբիդը, ապահովում են չափավոր ջերմային հաղորդունակություն, որը զուգորդվում է գերազանց էլեկտրական մեկուսացման հետ: Այս համադրությունը հատկապես արժեքավոր է էլեկտրոնային ենթաբաժինների եւ փաթեթավորման մեջ: Բացի այդ, կոմպոզիտային նյութեր, որոնք հաշտեցնում են հաղորդիչ լցոնիչները պոլիմերներով կամ այլ մատրիցներով, թույլ են տալիս հարմարեցված ջերմային հատկություններ: Այս կոմպոզիտիաները նախագծված են հատուկ պահանջներ բավարարելու համար, դրանով իսկ ընդլայնելով ջերմային հաղորդիչ դիմումների շրջանակը:

Զարգացող նյութեր եւ նորարարություններ

Նորարարությունը շարունակում է քշել նոր ջերմաստիճան նյութերի զարգացումը: Ածխածնի վրա հիմնված նյութերի ուսումնասիրությունը, ինչպիսիք են ածխածնային նանթուբը եւ գրաֆինը, ընդլայնում են ջերմային կառավարման հորիզոնները: Այս նյութերը առաջարկում են բացառիկ ջերմային հաղորդունակության ներուժ `թեթեւ եւ ճկուն հատկություններով: Որպես հետազոտություն է առաջընթաց ունենում, ակնկալվում է, որ այս զարգացող նյութերը նշանակալի դեր կունենան հետագա տեխնոլոգիաներում:

Եզրափակում

Նյութերի ջերմային հաղորդունակությունը հասկանալը շատ կարեւոր է տարբեր ոլորտներում արդյունավետ ձեւավորման եւ կիրառման համար: Մետաղների բարձր հաղորդունակությունից մինչեւ զարգացող նյութերի նորարարական ներուժը, յուրաքանչյուր տեսակը առաջարկում է եզակի առավելություններ: Mal երմային հաղորդիչ նյութի արտադրողը պետք է զերծ մնա այս զարգացումներից `կտրում ապահովելու համար: Նյութական գիտության այս շարունակական էվոլյուցիան խոստանում է բարձրացնել ապագա տեխնոլոգիաների արդյունավետությունն ու կատարումը:

Նյութերի ոլորտում գիտությունը, ջերմությունը ջերմություն վարելու ունակությունը քանակական է իր ջերմային հաղորդունակությամբ: Բարձր ջերմային հաղորդունակությունը անհրաժեշտ է դիմումների դեպքում, որտեղ պահանջվում է ջերմափոխադրումներ, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկայում, ավտոմոբիլային եւ օդատիեզերական արդյունաբերություններում: Մի քանի նյութեր ցուցադրում են բարձրակարգ ջերմային հաղորդունակություն, իրենց վարկավորելով այս քննադատական ​​ծրագրերին:

● Մետաղներ. The երմային հաղորդունակության համար հենանիշ

Մետաղները հայտնի են իրենց գերազանց ջերմային հաղորդունակության համար, հիմնականում պայմանավորված են ջերմային փոխանցումը հեշտացնելու համար անվճար էլեկտրոնների ներկայությամբ: Մետաղների, պղնձի եւ ալյումինի շրջանում ամենանշանակալի ջերմային հաղորդիչ նյութերն են: Պղինձը պարունակում է ջերմային հաղորդունակություն մոտավորապես 400 Վտ / M · k, այն դարձնելով ջերմային լվացարանների եւ ջերմափոխանակիչների նախընտրելի ընտրություն: Դրա վերադաս հաղորդունակությունը լրացվում է իր թուլամտության եւ կոռոզիայից դիմադրությամբ, ավելացնելով դրա բազմակողմանիությունը:

Ալյումինը սերտորեն հետեւում է մոտ 235 Վ / մ-ով ջերմային հաղորդունակությամբ: Չնայած այն պակասում է պղնձի, ալյումինի ստորին խտությունն ու արժեքը դարձնում է այն քաշի գրավիչ այլընտրանք - Զգայուն դիմումներ: Ավելին, դրա արտադրության հեշտությունը թույլ է տալիս կիրառվել լայն տեսականի, էլեկտրոնային սարքի բնակարանից մինչեւ ավտոմոբիլային ռադիատորներ:

● Ոչ - Մետաղական ջերմային հաղորդիչ նյութեր

Բարձր ջերմային հաղորդունակության հետապնդումը չի սահմանափակվում միայն մետաղներով: Որոշ ոչ - Մետաղական նյութեր նաեւ ցուցադրում են ջերմային հաղորդումների ուշագրավ հատկություններ, ածխածնի վրա հիմնված նյութեր, որոնք առաջատար են լիցքը: Ադամանդը, ածխածնային նանթուբը եւ գրաֆինը այս կատեգորիայի առաջնագծում են:

Diamond- ը բնական զարմանք է, որի ջերմային հաղորդունակությունը գերազանցում է 2000 վտ-մ-ը, այն դարձնելով առավել ջերմային հաղորդիչ նյութը: Թեեւ դրա հազվադեպությունն ու ծախսերը սահմանափակում են դրա տարածված օգտագործումը, սինթետիկ ադամանդները գնալով ավելի ու ավելի են աշխատում բարձր - Կատարողական էլեկտրոնիկայի եւ կտրում - Եգիպտային տեխնոլոգիաների դիմումներ:

Graphene- ն իր երկուսով - ածխածնի ատոմների ծավալային կառուցվածքը առաջարկում է բացառիկ ջերմային հաղորդունակություն, գերազանցելով 5000 վ / M · K- ն: Այս ջերմային հաղորդիչ նյութը գրավել է աշխարհի հետազոտողների ուշադրությունը, որը պայմանավորված է ջերմային կառավարման ծրագրերում իր ներուժով: Գրաֆենի ճկունությունն ու ուժը այն գրավիչ ընտրություն են դարձնում մանրացված էլեկտրոնիկայի համար, որտեղ տարածությունն ու ջերմության տարածումը կարեւորագույն մտահոգություններ են:

● Կերամիկա. Զարգացող սահման

Կերամիկական նյութերը պատմականորեն կապված են եղել իրենց իոնային եւ կովալենտային կապի պատճառով ջերմ ջերմային հաղորդունակության հետ: Այնուամենայնիվ, նյութերի ճարտարագիտության առաջխաղացումները հանգեցրել են կերամիկական կոմպոզիտների զարգացմանը, որոնք ցուցադրում են ջերմության բարելավում: Հատկանշական օրինակներ են Boron Nitride- ը եւ ալյումինե նիտդիդը:

Boron Nitride- ը, որը հաճախ անվանում է «սպիտակ գրաֆիտ», ունի ջերմային հաղորդունակություն, որը կարող է հասնել մինչեւ 400 վ / մ · K, երբ օգտագործվում է իր վեցանկյուն ձեւով: Ther երմային հաղորդունակության եւ էլեկտրական մեկուսացման իր յուրահատուկ համադրությունը դա անգնահատելի է դարձնում այնպիսի ծրագրերում, ինչպիսիք են բարձրորակ ջերմային ինտերֆեյսի նյութերը:

Ալյումինե նիտրիդը եւս մեկ կերամիկական ջերմային հաղորդիչ նյութ է, որը տեսել է էլեկտրոնիկայում ավելացնելով օգտագործումը: Մոտավորապես 180 վտ / մ · k ջերմային հաղորդունակությամբ, այն ծառայում է որպես էլեկտրական մեկուսացում տրամադրելիս արդյունավետ ջերմային տարածիչ, այն իդեալական դարձնելով միկրոէլեկտրոնիկայի ենթաբաժինների համար:

● Եզրակացություն. He երմային հաղորդիչ նյութերի ապագան

Բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ նյութերի որոնումը նույնքան դինամիկ է, որքան անհրաժեշտ է: Որպես տեխնոլոգիա առաջխաղացումներ եւ ջերմային կառավարման արդյունավետության բարձրացում, շարունակվում է նոր նյութերի եւ կոմպոզիցիաների ուսումնասիրությունը: Թեեւ մետաղները մնում են հենանիշը, ոչ մետաղական նյութերի զարգացումը եւ առաջադեմ կերամիկան վերափոխում է լանդշաֆտը: Ապագան, անկասկած, կտեսնի նույնիսկ ավելի նորարարական ջերմային հաղորդիչ նյութեր, որոնք առաջնորդվում են երբեւէ - զարգացող տեխնոլոգիայի եւ արդյունաբերության զարգացող կարիքներից:

Ther երմային հաղորդունակությունը նյութերի գիտության մեջ կրիտիկական սեփականություն է, որը հաճախ թելադրում է նյութի համապատասխանությունը հատուկ դիմումների համար: Հասկանալով, թե որն է առավել ջերմային հաղորդիչ նյութը անհրաժեշտ է տեխնոլոգիայի եւ արդյունաբերական տարբեր ծրագրերի առաջխաղացման համար:

Հասկանալով ջերմային հաղորդունակությունը

Ther երմային հաղորդունակությունը ջերմություն վարելու նյութի կարողության միջոցառումն է: Այն, որպես կանոն, արտահայտվում է ցանկացած մետրով - Kelvin (w / m · k): Main երմային բարձր հաղորդունակ նյութերով նյութերը կենսական նշանակություն ունեն ջերմության արդյունավետ տարածում, ինչպիսիք են էլեկտրոնիկայի, ջերմափոխանակիչների եւ ինժեներական տարբեր ծրագրեր: Քանի որ տեխնոլոգիական պահանջները մեծանում են, այնպես որ կատարում է հիանալի ջերմային հաղորդիչ հատկություններ ունեցող նյութերի պահանջը:

Ջերմային հաղորդիչ նյութերի գագաթնակետը

Բոլոր հայտնի նյութերի շարքում Diamond- ը շարունակում է մնալ որպես առավել ջերմային հաղորդիչ: Մոտ 2000 Վ / մ-ով ջերմային հաղորդունակությամբ ադամանդը զգալիորեն գերազանցում է այլ նյութեր, ինչպիսիք են մետաղները, ոչ մետաղները եւ կերամիկան: Այս գույքը պայմանավորված է իր բյուրեղյա վանդակավոր կառուցվածքով, որը թույլ է տալիս հնչյուններ կամ ջերմություն - տեղափոխել մասնիկներ, վանդակապատերի միջով անցնելը նվազագույն դիմադրությամբ: Այս ակնառու ջերմային հաղորդակցական հնարավորությունը ադամանդը դարձնում է անփոխարինելի իրավիճակներում, որտեղ շատ կարեւոր է ջերմային արդյունավետությունը:

Համեմատելով ջերմային հաղորդիչ այլընտրանքները

Չնայած ադամանդը սահմանում է հենանիշը, այլ նյութեր նույնպես ցուցադրում են ուշագրավ ջերմային հաղորդունակություն: Graphene, ածխածնի ատոմների մեկ շերտ, որը կազմակերպվում է երկուսի մեջ - Ծավալային մեղրամոմ վանդակավոր, ցույց է տալիս բացառիկ ջերմային հաղորդիչ հատկություններ արժեքներով, որոնք սկսվում են 5000 վ / մ-ով: Չնայած իր տպավորիչ կատարմանը, Graphene- ի դիմումը սահմանափակ է մեծ մետաղական մասշտաբի մարտահրավերների արդյունքում `առկա տեխնոլոգիաների մեջ:

Մետաղները, ինչպիսիք են պղինձը եւ ալյումինը, հայտնի են նաեւ ջերմություն վարելու ունակությամբ, 385 վ / մետր եւ 205 վ / մետր ջերմային վարքագծերով, համապատասխանաբար: Այս մետաղները լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերություններում `դրանց մատչելիության, արժեքի արդյունավետության եւ ջերմային հաղորդունակության հավասարակշռության պատճառով այլ մեխանիկական հատկություններով: Չնայած նրանք ընկնում են ադամանդի ջերմային հաղորդիչ ուժի մեջ, նրանք մնում են անբաժանելի ջերմային կառավարման բազմաթիվ լուծումների:

Խիստ հաղորդիչ նյութերի դիմումներ

Բազմաթիվ ջերմային հաղորդակցական հատկություններով նյութերի կիրառումը տեւում է բազմաթիվ արդյունաբերություններ: Էլեկտրոնիկայում ջերմության կառավարումը կենսական նշանակություն ունի սարքի ձախողումը կանխելու եւ կատարումը ապահովելու համար: Ադամանդը, լինի բնական կամ սինթետիկ, օգտագործվում է ջերմային լվացարաններում եւ կիսահաղորդչային ենթաշերտերում: Դրա ուշագրավ ջերմային հաղորդունակությունը արդյունավետորեն տարածում է ջերմությունը, բարձրացնելով էլեկտրոնային բաղադրիչների կատարողականը եւ երկարակեցությունը:

Գրաֆեն, չնայած դեռեւս հիմնականում հետազոտության եւ զարգացման փուլում է, խոստում է խոստանում ջերմային կառավարման եւ էներգետիկ սարքերում: Դրա բացառիկ ջերմային հաղորդիչ հատկությունները ուսումնասիրվում են հաջորդ հնարավոր օգտագործման համար - Ստեղծում էլեկտրոնիկա եւ կոմպոզիտային նյութեր:

Մարտահրավերներ եւ ապագա ուղղություններ

Չնայած բարձր հաղորդիչ նյութերի առկայությանը եւ օգուտներին, մարտահրավերները մնում են: Ադամանդի եւ գրաֆինի արտադրության արժեքը եւ մասշտաբը նշանակալի խոչընդոտներ են: Բացի այդ, այս նյութերը ինտեգրելը ներկա արտադրական գործընթացների մեջ, առանց նրանց ջերմային հաղորդակցական հատկությունները փոխելու համար պահանջում է հետագա տեխնոլոգիական առաջխաղացում:

Ապագա հետազոտությունը ուղղված է այս խոչընդոտների հաղթահարմանը, նոր նյութեր ուսումնասիրելու եւ առկա ջերմային հաղորդունակության բարձրացմանը: Կոմպոզիցիոն նյութերի զարգացումը, որի միջոցով ադամանդը կամ գրաֆինը զուգորդվում են այլ նյութերի հետ, խոստումնալից պողոտան է, որը կարող է հատուկ կիրառությունների համար հարմարեցված հատկություններով նյութեր բերել:

Եզրափակելով, մինչդեռ ադամանդը ներկայումս տիտղոսը պահում է առավել ջերմային հաղորդիչ նյութի համար, շարունակվող հետազոտությունն ու նորարարությունը շարունակում են մղել հնարավորի սահմանները: Նույնիսկ ավելի մեծ ջերմային հաղորդակցական հնարավորություններով նյութերը հայտնաբերելու կամ սինթեզելու ձգտումը մնում է դինամիկ եւ հուզիչ դաշտ `նյութերի գիտության մեջ:

Heat երմային հաղորդիչ նյութերի ներածություն

Հասկանալով, թե որ նյութերը կարող են արդյունավետորեն իրականացնել ջերմություն, շատ կարեւոր է տարբեր ոլորտներում, արդյունաբերական դիմումներից մինչեւ ամենօրյա տնային տնտեսություններ: He երմային հաղորդիչ նյութերն անհրաժեշտ են ջերմային էներգիայի փոխանցման հնարավորություն: Այս նյութերը զգալիորեն տարբերվում են ջերմություն վարելու ունակությամբ `կարեւորելով ճիշտը` որոշակի դիմումի համար ընտրելու համար:

Հիմնական ջերմային հաղորդիչ նյութեր

1. Մետալներ

Մետաղները լավ են հայտնի - հայտնի է իրենց գերազանց ջերմային հաղորդման հատկություններով: Դրանց թվում պղնձի եւ ալյումինեն առանձնանում են իրենց բարձր ջերմային հաղորդունակության պատճառով: Պղինձը հաճախ օգտագործվում է ջերմափոխանակիչների, ռադիատորների եւ պատրաստման պարագաների մեջ, քանի որ այն արագ եւ արդյունավետ ջերմություն է փոխանցում: Ալյումին, չնայած պղնձից մի փոքր ավելի քիչ հաղորդիչ է, առաջարկում է ցածր խտության եւ ջերմային լավ հաղորդունակության համադրություն, այն դարձնելով ջերմային լվացարանների նման դիմումների, ինչպես նաեւ էլեկտրահաղորդման գծերի նման հանրաճանաչ ընտրություն: Արծաթ, մինչդեռ սովորաբար չի օգտագործվում իր արժեքի պատճառով, իրականում ջերմության լավագույն դիրիժորներից մեկն է:

2. Կերամիկա

Կերամիկան հաճախ օգտագործվում է, երբ անհրաժեշտ է ջերմային հաղորդունակության եւ այլ հատկությունների միջեւ հավասարակշռություն, ինչպիսիք են էլեկտրական մեկուսացումը: Ալյումինե նիտրիդի եւ սիլիկոնային կարբիդի նման նյութերը օգտագործվում են էլեկտրոնիկայում, ջերմային դիմադրություն պահելու ընթացքում ջերմություն վարելու ունակության պատճառով: Այս նյութերը լայնածավալ դիմումներ են գտնում ինտեգրված սխեմաներում եւ էլեկտրոնային փաթեթավորման մեջ:

3. Գրաֆիտի եւ ածխածնի վրա հիմնված նյութեր

Գրաֆիտ, ածխածնի ձեւ, հիանալի ջերմային հաղորդիչ նյութ է, մասնավորապես, պլանի ուղղությամբ: Այն օգտագործվում է մի շարք ծրագրերում, ջերմային կառավարումից էլեկտրոնիկայի մեջ `բարձրորակ բաղադրիչներով ջերմաստիճանի միջավայրում: Graphene- ից ստացված առաջադեմ նյութ, ցուցադրում է ուշագրավ ջերմային հաղորդունակություն եւ հետագա տեխնոլոգիաներում օգտագործման համար շարունակական հետազոտությունների առարկա է:

4. Ther երմային ինտերֆեյսի նյութեր

Շատ տեխնոլոգիական ծրագրերում, որտեղ ջերմության տարածումը շատ կարեւոր է, ջերմային ինտերֆեյսի նյութեր (TIMS), ինչպիսիք են ջերմային մածուկներն ու բարձիկները, մակերեսների միջեւ ջերմային կապը բարձրացնելու համար օգտագործվում են: Այս նյութերը, որպես կանոն, պատրաստված են հաղորդիչ լցոնիչների խառնուրդից եւ պոլիմերային մատրիցից, արդյունավետ միջոցներ տրամադրելով էլեկտրոնիկայի ջերմափոխանակումը բարելավելու համար, CPU- ներից մինչեւ LED- ները:

Ընտրելով ճիշտ ջերմային հաղորդիչ նյութ

Համապատասխան ջերմային հաղորդիչ նյութի ընտրությունը պահանջում է հաշվի առնել մի քանի գործոններ, ներառյալ ջերմային հաղորդունակությունը, էլեկտրական հաղորդունակությունը, մեխանիկական հատկությունները, քաշը եւ արժեքը: Բարձր - Կատարողականի դիմումները, արծաթե կամ գրաֆինի նման նյութերը կարող են ընտրվել իրենց վերադաս հաղորդունակության համար, մինչդեռ գնով - զգայուն նախագծերը, ալյումինը կամ գրաֆիտը կարող են նախընտրելի լինել: Բացի այդ, շրջակա միջավայրի պայմանները, ինչպիսիք են կոռոզիայից կամ բարձր ջերմաստիճանների ազդեցությունը, կարեւոր դեր են խաղում նյութական ընտրության մեջ:

Եզրափակում

He երմային հաղորդիչ նյութերը անփոխարինելի են դիմումների հսկայական զանգվածում արդյունավետ ջերմափոխանակումը հեշտացնելու համար: Թեեւ պղնձի եւ ալյումինի նման մետաղները շարունակում են մնալ տարածված, առաջատար նյութեր, ինչպիսիք են կերամիկան եւ գրաֆինը դառնում են ավելի ու ավելի կարեւոր: Այս նյութերի ուշադիր ընտրությունը, հիմնվելով նրանց հատուկ հաղորդիչ հատկությունների եւ ընդհանուր նյութական բնութագրերի վրա, կարող է զգալիորեն բարձրացնել ջերմային համակարգերի կատարողականը եւ արդյունավետությունը: Քանի որ տեխնոլոգիան զարգանում է, նոր նյութերի զարգացումը եւ օգտագործումը, հավանաբար, կշարունակեն ընդլայնել, առաջարկելով ավելի առաջադեմ լուծումներ ջերմային ցրման մարտահրավերների կառավարման համար: