Ymchwilio i gynnydd deunyddiau rhyngwyneb thermol
Mae deunyddiau rhyngwyneb thermol yn cynnwys llenwyr a pholymerau dargludol yn thermol yn bennaf. Mae ychwanegu llenwr dargludol yn thermol yn gwella dargludedd thermol y polymer, wrth gadw'r polymer' s hyblygrwydd da, cost isel, a manteision prosesu a mowldio hawdd. Mae dargludedd thermol y deunydd rhyngwyneb thermol yn dibynnu ar y ffracsiwn llenwi. Pan nad yw'r ffracsiwn llenwi yn ddigonol, ni all y gronynnau unigol gwasgaredig ddod i gysylltiad â gronynnau cyfagos (Ffigur 5 (a)), ac ni ellir ffurfio'r rhwydwaith gronynnau dargludol yn thermol. Pan fydd y ffracsiwn llenwi yn cyrraedd lefel benodol (trothwy trylifiad), mae rhwydwaith thermol parhaus yn dechrau ffurfio (Ffigur 5 (b)), fel y bydd dargludedd thermol y cyfansawdd polymer yn cynyddu'n esbonyddol.
Fodd bynnag, mae sut i baratoi dargludedd thermol o fwy nag 20 W / mK a gwerth gwrthiant thermol rhyngwyneb o lai na 0.01 Kcm2 / W yn dal i fod yn her enfawr. Mewn ymateb i'r anhawster hwn, o dan ariannu Prosiect Arbennig Allweddol Deunyddiau Electronig Uwch Strategol Cenedlaethol& D, dan arweiniad yr ymchwilydd Sun Rong, Sefydliad Technoleg Uwch Shenzhen, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, a Shanghai Jiaotong Prifysgol, Prifysgol De-ddwyrain, Prifysgol Tongji, a Suzhou Nano, Academi Gwyddorau Tsieineaidd Mae'r Sefydliad Technoleg a Nano-Bionics, Sefydliad Deunyddiau Ningbo, Academi Gwyddorau Tsieineaidd a Phrifysgol Shanghai wedi cyflawni dyluniad moleciwlaidd deunyddiau rhyngwyneb thermol perfformiad uchel, mesur micro-nano-raddfa o wrthwynebiad thermol rhyngwyneb, a chyfrifo ac efelychu mecanwaith cyplu acwstig-electronig wrth y rhyngwyneb i ddatblygu deunydd rhyngwyneb Thermol perfformiad uchel. Ar y sail hon, cymhwysir y deunydd rhyngwyneb thermol a baratowyd i ddyfeisiau electronig dwysedd pŵer uchel, a dilysir ei gymhwysiad nodweddiadol mewn dyfeisiau electronig dwysedd pŵer uchel.
Mae gan serameg hefyd ddargludedd thermol uchel ac inswleiddio trydanol rhagorol, sy'n arbennig o addas ar gyfer ardaloedd sydd angen inswleiddio trydanol. Ymhlith y llenwyr cerameg yr adroddwyd amdanynt, mae dargludedd thermol uchel iawn gan boron nitride (BN) ac mae'n dod yn wrthrych ymchwil mwyaf deniadol mewn cymwysiadau rheoli thermol. Yn 2017, Zhang et al. paratôdd y bilen h-BN mewn pryd trwy hidlo gwactod, a ymdreiddiodd yr alcohol polyvinyl polymer sy'n hydoddi mewn dŵr i'r h-BN i ffurfio deunydd cyfansawdd alcohol h-BN / polyvinyl. Dangosir y broses baratoi yn Ffigur 6 (a). Pan fydd cynnwys h-BN yn 27 vol%, gall y dargludedd thermol uchaf yn yr awyren ac allan o'r awyren gyrraedd 8.44 W / m · K ac 1.63 W / m · K, yn y drefn honno (Ffigur 6 (b)). Yn ogystal, mae Yu et al. cyfansoddion h-BN / polywrethan thermoplastig wedi'u paratoi gan ddefnyddio gwasgu poeth gwactod. Pan fo'r cynnwys h-BN yn 95 wt%, mae dargludedd thermol y deunydd cyfansawdd yn yr awyren mor uchel â 50.3 W / m · K, sy'n gyson â'r canlyniadau a adroddwyd gan Fu et al.
Mae gan fetelau dargludedd thermol cynhenid uchel oherwydd y defnydd o electronau fel cludwyr gwres, ac maent wedi dod yn llenwr dargludol thermol a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer deunyddiau rhyngwyneb thermol. Er enghraifft, Xu et al. defnyddio'r dull electrodeposition i baratoi rhwydwaith dargludol thermol Ag uchel-ganolog. Mae gan y deunydd rhyngwyneb thermol a baratowyd ganddo ddargludedd thermol o 30.3 W / m · K, sy'n llawer uwch na'r cyfansawdd polymer a baratoir gan y dull gwasgaru ar hap (1.4 W / m · K). Wang et al. canfu, o dan yr un cynnwys llenwi (0.9 wt%), fod gan nanowires copr allu uwch i wella dargludedd thermol polymerau na nanowires arian. Yn ogystal, mae sut i leihau gwrthiant thermol y rhyngwyneb rhwng y metel a'r polymer yn bwysig iawn. Gall gwella addasiad moleciwlau organig neu lenwyr anorganig ar yr wyneb metel gynyddu'r grym rhyngweithio rhwng y metel a'r polymer, ac yna lleihau'r rhyngwyneb rhwng y metel a'r polymer. Gwrthiant thermol, gwella dargludedd thermol cyfansoddion polymer. Yn ogystal, mae Jeong et al. yn ddiweddar cyflwynodd y cysyniad o lenwwr metel hylif yn y matrics PDMS er mwyn creu corff thermoelastig gyda dargludedd thermol uchel, hydwythedd ac estynadwyedd. Mae cyfeiriad ymchwil pwysig arall o ddeunyddiau rhyngwyneb thermol sy'n seiliedig ar fetel - deunyddiau rhyngwyneb thermol parhaus sy'n seiliedig ar fetel. Er enghraifft, gellir defnyddio aloion Sn-Ag-Cu neu Sn-Bi fel gwerthwyr safonol di-blwm mewn pecynnu electronig, ac fe'u defnyddir yn aml fel deunyddiau rhyngwyneb thermol. Ei fanteision yw dargludedd thermol uchel, ymwrthedd thermol rhyngwyneb isel, Dibynadwyedd uchel a chost isel. Mae metel hylif yn ddeunydd rhyngwyneb thermol sydd wedi denu llawer o sylw yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Ei brif gydran yw gallium metelaidd (Ga) a'i aloion. Mae ganddo fanteision pwynt toddi isel, gwlybaniaeth dda gyda sglodion, ac ymwrthedd thermol rhyngwyneb isel. Fodd bynnag, sut i'w atal rhag gorlifo yw'r broblem a'r her fwyaf ar gyfer deunyddiau rhyngwyneb thermol sy'n seiliedig ar fetel hylif.
