Progress tar-riċerka tal-materjali tal-interface termali
Il-materjali tal-interface termali huma magħmulin prinċipalment minn fillers u polimeri konduttivi termali. Iż-żieda ta 'mili termalment konduttiv ittejjeb il-konduttività termali tal-polimeru, filwaqt li żżomm il-flessibbiltà tajba tal-polimeru'i, prezz baxx, u vantaġġi ta' proċessar u molding faċli. Il-konduttività termali tal-materjal tal-interface termali tiddependi fuq il-frazzjoni tal-mili. Meta l-frazzjoni tal-mili ma tkunx biżżejjed, il-partiċelli individwali mxerrda ma jistgħux jiġu f'kuntatt ma 'partiċelli ħdejn (Figura 5(a)), u n-netwerk tal-partiċelli termalment konduttivi ma jistax jiġi ffurmat. Meta l-frazzjoni tal-mili tilħaq ċertu livell (limitu ta 'perkolazzjoni), netwerk termali kontinwu jibda jifforma (Figura 5(b)), sabiex il-konduttività termali tal-kompost polimeru tiżdied b'mod esponenzjali.
Madankollu, kif tipprepara konduttività termali ta 'aktar minn 20 W / mK u valur ta' reżistenza termali ta 'interface ta' inqas minn 0.01 Kcm2 / W għadha sfida kbira. Bi tweġiba għal din id-diffikultà, taħt il-finanzjament tan-National Key R&D Program-Strategic Advanced Electronic Materials Key Special Project, immexxi mir-riċerkatur Sun Rong, Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, u Shanghai Jiaotong Università, Southeast University, Tongji University, u Suzhou Nano, Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża L-Istitut tat-Teknoloġija u Nano-Bionika, Ningbo Institute of Materials, Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi u Shanghai University wettqu disinn molekulari ta 'materjali ta' interface termali ta 'prestazzjoni għolja, kejl mikro-nano-skala tar-reżistenza termali ta 'l-interface, u kalkolu u simulazzjoni ta' mekkaniżmu ta 'akkoppjar akustiku-elettroniku fl-interface biex jiġi żviluppat materjal ta' interface Termali ta 'prestazzjoni għolja. Fuq din il-bażi, il-materjal tal-interface termali ppreparat huwa applikat għal apparati elettroniċi ta 'densità ta' qawwa għolja, u l-applikazzjoni tipika tiegħu f'apparati elettroniċi ta 'densità ta' enerġija għolja hija verifikata.
Iċ-ċeramika għandha wkoll konduttività termali għolja u insulazzjoni elettrika eċċellenti, li hija speċjalment adattata għal żoni li jeħtieġu insulazzjoni elettrika. Fost il-fillers taċ-ċeramika li ġew irrappurtati, in-nitrur tal-boron (BN) għandu konduttività termali għolja ħafna u qed isir l-aktar oġġett ta 'riċerka attraenti f'applikazzjonijiet ta' ġestjoni termali. Fl-2017, Zhang et al. ippreparat il-membrana h-BN fil-ħin permezz ta 'filtrazzjoni bil-vakwu, u infiltrat l-alkoħol tal-polivinil polimeru li jinħall fl-ilma fil-h-BN biex jifforma materjal kompost h-BN/polyvinyl alkoħol. Il-proċess tal-preparazzjoni jidher fil-Figura 6(a). Meta l-kontenut ta 'h-BN huwa 27% vol, il-konduttività termali massima fil-pjan u barra mill-pjan tista' tilħaq 8.44 W/m·K u 1.63 W/m·K, rispettivament (Figura 6(b)). Barra minn hekk, Yu et al. ippreparat h-BN/kompożiti tal-polyurethane termoplastiku bl-użu ta 'pressar sħun bil-vakwu. Meta l-kontenut ta 'h-BN huwa 95% wt, il-konduttività termali fil-pjan tal-materjal kompost hija għolja daqs 50.3 W/m·K, li hija konsistenti mar-riżultati rrappurtati minn Fu et al.
Il-metalli għandhom konduttività termali intrinsika għolja minħabba l-użu ta 'elettroni bħala trasportaturi tas-sħana, u saru mili konduttiv termali użat komunement għal materjali ta' interface termali. Per eżempju, Xu et al. uża l-metodu ta 'elettrodepożizzjoni biex jipprepara netwerk Ag konduttiv termalment orjentat ħafna. Il-materjal tal-interface termali mħejji minnu għandu konduttività termali ta '30.3 W/m·K, li hija ħafna ogħla mill-kompost polimeru ppreparat bil-metodu ta' dispersjoni każwali (1.4 W / m·K). Wang et al. sabet li taħt l-istess kontenut ta 'mili (0.9 wt%), nanowires tar-ram għandhom kapaċità ogħla biex itejbu l-konduttività termali tal-polimeri minn nanowires tal-fidda. Barra minn hekk, kif titnaqqas ir-reżistenza termali tal-interface bejn il-metall u l-polimeru hija importanti ħafna. It-titjib tal-modifika ta 'molekuli organiċi jew fillers inorganiċi fuq il-wiċċ tal-metall jista' jżid il-forza ta 'interazzjoni bejn il-metall u l-polimeru, u mbagħad inaqqas l-interface bejn il-metall u l-polimeru. Reżistenza termali, ittejjeb il-konduttività termali tal-komposti tal-polimeru. Barra minn hekk, Jeong et al. reċentement introduċa l-kunċett ta 'mili tal-metall likwidu fil-matriċi PDMS sabiex jinħoloq korp termoelastiku b'konduttività termali għolja, elastiċità u stretchability. Hemm direzzjoni oħra importanti ta 'riċerka ta' materjali ta 'interface termali bbażati fuq il-metall — materjali ta' interface termali bbażati fuq il-metall kontinwu. Pereżempju, ligi bbażati fuq Sn-Ag-Cu jew Sn-Bi jistgħu jintużaw bħala istannijiet standard mingħajr ċomb f'ippakkjar elettroniku, u ħafna drabi jintużaw bħala materjali ta 'interface termali. Il-vantaġġi tiegħu huma konduttività termali għolja, reżistenza termali ta 'interface baxxa, Affidabilità għolja u spiża baxxa. Il-metall likwidu huwa materjal ta 'interface termali li ġibed ħafna attenzjoni f'dawn l-aħħar snin. Il-komponent ewlieni tiegħu huwa l-gallju metalliku (Ga) u l-ligi tiegħu. Għandu l-vantaġġi ta 'punt ta' tidwib baxx, tixrib tajjeb biċ-ċipep, u reżistenza termali ta 'interface baxxa. Madankollu, kif tevita li tfur hija l-akbar problema u sfida għal materjali ta 'interface termali bbażati fuq metall likwidu.
