Novos materiais de gerenciamento térmico continuam a ser desenvolvidos
O material condutor térmico é um material que melhora a distribuição de calor e a eficiência da condução de calor e é usado para garantir a confiabilidade e a vida útil dos sistemas de equipamentos eletrônicos. De acordo com seus cenários de aplicação e propriedades morfológicas, inclui principalmente filme de dissipação de calor de grafite, materiais de dissipação de calor condutores térmicos (tubos de calor, câmaras de vapor, etc.) e materiais de interface termocondutores (como graxa de silicone condutora térmica, gel condutor térmico, etc. .).
O desenvolvimento industrial de materiais termicamente condutivos remonta à década de 1950, quando os materiais termicamente condutivos eram principalmente alumínio e cobre; entre as décadas de 1960 e 1970, os materiais de silicone começaram a se desenvolver rapidamente e surgiram tubos de calor. Da década de 1970 ao início do século 21, os materiais de grafite desenvolveram-se rapidamente e foram amplamente utilizados. Desde então, com o desenvolvimento de novas indústrias, como 5G e baterias de energia, a procura por condutividade térmica aumentou e novos materiais de gestão térmica continuaram a desenvolver-se.
Filme espesso de grafite
O filme de grafite natural é o primeiro material de distribuição de calor à base de grafite e o primeiro material de distribuição de calor usado. A grafite em flocos com alto teor de carbono pode obter filme de grafite natural por meio de tratamento químico e laminação de expansão em alta temperatura. O processo de fabricação é simples e meu país possui abundantes reservas naturais de grafite e excelentes vantagens de custo. O problema do filme de grafite natural reside nos seguintes dois pontos: primeiro, por ser um produto natural, suas folhas são propensas a defeitos estruturais, o que afetará o desempenho da distribuição local de calor; em segundo lugar, embora a condutividade térmica lateral da grafite natural tenha excedido a da maioria dos materiais, no entanto, a sua condutividade térmica longitudinal não é suficientemente notável e é utilizada principalmente em campos de produtos de baixo custo.
Grafeno
O grafeno é um novo material distribuidor de calor, conhecido como “guerreiro hexagonal”, com forte condutividade térmica lateral e flexibilidade. O grafeno refere-se a uma única camada de átomos de carbono. A sua condutividade térmica teórica chega a 5300W/m·K, tornando-a uma das substâncias com a maior condutividade térmica até agora. Com a melhoria contínua do desempenho dos produtos eletrônicos, a crescente demanda por equalização de calor impulsionou o uso de membranas de grafeno. Além da alta condutividade térmica, a flexibilidade dos filmes de grafeno também é uma propriedade importante.
Tubo de calor ultrafino
O tubo de calor possui características de equalização rápida de temperatura e é composto por um tubo de metal oco externo e um líquido interno com fase variável. Seu princípio de funcionamento é equalizar rapidamente a temperatura da superfície do tubo através da circulação contínua de mudanças bifásicas de líquido e vapor na cavidade oca do tubo de metal. Os tubos de calor são comumente usados em vários trocadores de calor, resfriadores, etc., e são os principais responsáveis pela rápida condução de calor. Atualmente são o elemento condutor de calor mais comum e eficiente nos dispositivos de dissipação de calor de produtos eletrônicos.
Câmara de vapor ultrafina
As câmaras de vapor são dispositivos térmicos de última geração e são usadas principalmente em equipamentos sensíveis à espessura ou ao peso. A câmara de vapor é geralmente composta de cobre externo e condensado interno de fase variável. Sua estrutura e princípio de imersão térmica são semelhantes aos de um tubo de calor. A diferença é que a câmara de vapor assume um formato de placa bidimensional. Através das quatro etapas de condução, evaporação, convecção e solidificação, o calor liberado pela fonte pontual de calor é distribuído uniformemente por todo o plano. O efeito de equalização de calor excede o dos materiais à base de grafite.
Materiais de interface térmica preenchidos com híbridos
Os materiais de interface térmica geralmente consistem em duas partes: material de matriz e enchimento. O material de base é usado principalmente para garantir que o material de interface térmica possa cobrir todos os locais onde existem lacunas de ar e é feito principalmente de polímeros fluidos. Os enchimentos são feitos de vários materiais com alta condutividade térmica, como metais e óxidos metálicos, nitretos, carbonetos, etc., para melhorar a eficiência da transferência de calor.
Materiais compostos de mudança de fase termicamente condutivos
Os materiais de mudança de fase condutores térmicos são usados principalmente em dispositivos de alto desempenho que requerem pequena resistência térmica e alta eficiência de condutividade térmica, com alta confiabilidade e forte segurança. Seu princípio de funcionamento é utilizar o processo de mudança de fase para conduzir calor. Quando a temperatura atinge o ponto de mudança de fase, o material da fase condutora térmica sofrerá uma mudança de fase, passando do estado sólido para o estado fluido, e fluirá sob pressão para o espaço irregular entre o elemento de aquecimento e o radiador.