Lærðu um kolefnisefni með mikla hitaleiðni
Eldri málm (ál, kopar) hitakökur eru erfitt að mæta þörfum hitaleiðni vegna vandamála með miklum þéttleika, háum varmaþenslustuðli og óhreinum efnum. Með hraðri þróun vísinda og tækni eru geimferðir, gervihnattasamskipti, háhraða tölvur og önnur svið meiri og meiri athygli að hitaleiðni og meiri kröfur um varmastjórnunarefni eru settar fram.
Vegna lágs þéttleika, mikils styrks, mikillar hitaleiðni og efnaþols, er búist við að kolefnisefni komi í stað fyrri málmefna og verði ný kynslóð af efnum með mikla hitaleiðni.
Hitaleiðni kolefnisefna er aðallega að veruleika með varma titringi grindaratóma. Tegund koltrefja, fylkisgerð, þéttleiki, sérhitageta, grafitunarstig, forformbygging, trefjarrúmmálshlutfall, hitameðhöndlunarhitastig/grafitunarhitastig osfrv. hafa áhrif á kolefnisefni Helstu þáttur varmaleiðni.
Sem stendur eru aðallega þrjár gerðir af kolefnisefnum með mikilli hitaleiðni:
1. Demantur efni
Sem stendur er vitað að náttúrulegur demantur hefur hæstu hitaleiðni meðal náttúrulegra efna og hitaleiðni hans við stofuhita er um 2000 til 2100W/(m∙K). Á sama tíma er demantur einnig góður einangrunarefni og tilvalið undirlag hitaleiðni efni. Sem stendur hefur demantur kolefnisfilman, sem er unnin með efnagufuútfellingu, kosti hágæða og lágs kostnaðar.
2. Grafít efni
Grafít er samsett úr sex prismaflötum og tveimur þéttum grunnflötum. Það tilheyrir sexhyrndum uppbyggingu og er aðallega skipt í tvo flokka: náttúrulegt grafít og gervi grafít. Varmaleiðni venjulegs grafíts við stofuhita er aðeins 70 til 150W/(m∙K), en hitaleiðni náttúrulegs grafíts á 002 kristalplaninu við stofuhita getur náð 2200W/(m∙K). Hitaleiðni á yfirborði hefur einnig náð 2000W/(m∙K).
3. Grafen efni
Grafenefnið er samsett úr tvívíðri flatri uppbyggingu sem samanstendur af einu lagi kolefnisatóma sem er þétt raðað í venjulegum sexhyrningi. Það er honeycomb lögun og er eitt lag af kolefnisatóm yfirborðsefni skrúfað úr grafíti. Örvélræn flögnunaraðferð, epitaxial vaxtaraðferð, efna gufuútfellingaraðferð og grafenoxíð efnafræðileg afoxunaraðferð eru helstu undirbúningsaðferðir grafen. Herbergishitahitaleiðni einlags sviflausnar grafens getur náð 3000 til 5300W/(m∙K) ).
Kolefnisatóm hafa sérstakt fyrirkomulag. Almennt notuð kolefnisefni hafa mikla uppbyggingu og anisotropy af varmaleiðni, það er, þau hafa mikla hitaleiðni í átt að grafítkristalplanunum, en hitaleiðni milli kristalplananna er mjög lítil. Æskileg stefnumörkun takmarkar hitaleiðni þess í þykktaráttinni.
Hins vegar er ekki hægt að hunsa kosti kolefnisefna. Hitastjórnunarefnin sem nýta sér eftirlit og jafnvægi eru sérstaklega hentug til að dreifa varma frá íhlutum með mikið varmaflæði í litlum rýmum og geta uppfyllt þróunarkröfur næstu kynslóðar rafeindaíhluta og hafa mikla þýðingu fyrir þróun nútíma iðnaður, landvarnir og hátækni.
