Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi uglerod materiallari haqida bilib oling
Oldingi metall (alyuminiy, mis) issiqlik moslamalari yuqori zichlik, yuqori issiqlik kengayish koeffitsienti va nopok materiallar muammolari tufayli issiqlik tarqalishi ehtiyojlarini qondirish qiyin. Ilm-fan va texnologiyaning jadal rivojlanishi bilan aerokosmik, sun'iy yo'ldosh aloqalari, yuqori tezlikda ishlaydigan kompyuterlar va boshqa sohalar issiqlik tarqalishi masalalariga tobora ko'proq e'tibor qaratmoqda va issiqlik boshqaruvi materiallariga yuqori talablar qo'yilmoqda.
Past zichlik, yuqori quvvat, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va kimyoviy qarshilik tufayli uglerod materiallari oldingi metall materiallarni almashtirishi va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi materiallarining yangi avlodiga aylanishi kutilmoqda.
Uglerod materiallarining issiqlik o'tkazuvchanligi, asosan, panjara atomlarining termal tebranishi orqali amalga oshiriladi. Uglerod tolasining turi, matritsa turi, zichligi, o'ziga xos issiqlik sig'imi, grafitizatsiya darajasi, preform tuzilishi, tolalar hajmi ulushi, issiqlik bilan ishlov berish harorati / grafitizatsiya harorati va boshqalar uglerod materiallariga ta'sir qiladi Issiqlik o'tkazuvchanligining asosiy omili.
Hozirgi vaqtda yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan uglerod materiallarining asosan uch turi mavjud:
1. Olmos materiali
Hozirgi vaqtda tabiiy olmos tabiiy materiallar orasida eng yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega ekanligi ma'lum va uning xona haroratining issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan 2000 dan 2100 Vt / (m∙K) ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, olmos ham yaxshi izolyator va ideal substrat issiqlik tarqaladigan materialdir. Hozirgi vaqtda kimyoviy bug'larni joylashtirish usuli bilan tayyorlangan olmosli uglerod plyonkasi yuqori sifatli va arzon narxlardagi afzalliklarga ega.
2. Grafit material
Grafit oltita prizma yuzidan va ikkita yaqin o'ralgan taglik yuzidan iborat. U olti burchakli tuzilishga tegishli bo'lib, asosan ikki toifaga bo'linadi: tabiiy grafit va sun'iy grafit. Oddiy grafitning xona haroratida issiqlik o'tkazuvchanligi atigi 70 dan 150 Vt/(m∙K) gacha, xona haroratida esa 002 kristall tekisligidagi tabiiy grafitning issiqlik o'tkazuvchanligi 2200 Vt/(m∙K) ga yetishi mumkin. Sirtdagi issiqlik o'tkazuvchanligi ham 2000W / (m∙K) ga etdi.
3. Grafen materiallari
Grafen materiali muntazam olti burchakda yaqindan joylashtirilgan uglerod atomlarining bir qatlamidan tashkil topgan ikki o'lchovli planar strukturadan iborat. Bu chuqurchalar shaklidir va grafitdan tozalangan uglerod atomi sirt materialining bir qatlamidir. Mikromexanik eksfoliatsiya usuli, epitaksial o'sish usuli, kimyoviy bug'larni joylashtirish usuli va grafen oksidini kimyoviy kamaytirish usuli grafenning asosiy tayyorlash usullaridir. Bir qatlamli to'xtatilgan grafenning xona haroratining issiqlik o'tkazuvchanligi 3000 dan 5300 Vt / (m∙K) ga yetishi mumkin).
Uglerod atomlari maxsus tartibga ega. Keng tarqalgan ishlatiladigan uglerod materiallari issiqlik o'tkazuvchanligining ulkan tuzilishi va anizotropiyasiga ega, ya'ni ular grafit kristall tekisliklari yo'nalishi bo'yicha yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, kristall tekisliklar orasidagi issiqlik o'tkazuvchanligi esa juda kichik. Afzal yo'nalish uning issiqlik o'tkazuvchanligini qalinligi yo'nalishi bo'yicha cheklaydi.
Biroq, uglerod materiallarining afzalliklarini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. O'z nazorati va muvozanatlaridan foydalanadigan issiqlik boshqaruvi materiallari, ayniqsa, kichik bo'shliqlarda katta issiqlik oqimlari bo'lgan komponentlardan issiqlikni yo'qotish uchun mos keladi va yangi avlod elektron komponentlarini ishlab chiqish talablariga javob berishi mumkin va ularning rivojlanishi uchun katta ahamiyatga ega. zamonaviy sanoat, milliy mudofaa va yuqori texnologiyalar.
