이것이 Diamant-Wärmeverteiler였습니까?
Ein Diamant-Wärmeverteiler besteht aus einer dünnen (üblicherweise ≤2 mm) Schicht aus synthetischem (im Labor gezüchtetem) Diamant, die zur Ableitung von Wärme eingesetzt wird. Er wird üblicherweise zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke platziert.
Diamanten werden Normalerweise nicht mit dem Wärmemanagement assoziiert, den Materialien und Technologien, mit denen Wärme kontrolliert wird, insbesondere in elektronischen Geräten.
Aber Diamanten sind nicht nur ewig, sondern besitzen auch eine herausragende Wärmeleitfähigkeit, Sodass sie potenziell schädliche Wärme in spezialisierter Hochleistungselektronikableiten können.
Viele elektronische Kompontenen werden im Betrieb immer wärmer, und die Entfernung dieser Wärme ist essenziell für die Leistung und Langlebigkeit dieser Komponten. Wärme kann die Eigenschaften elektronischer Teile verändern, ihre Effizienz senken und sie im Laufe der Zeit sogar beschädigen. Das Wärmemanagement ist die Wissenschaft, sie sich mit der Ableitung von Wärme aus elektronischen Teilen beschäftigt.
Diamant ist zwar allgemein für seine Härte bekannt, aber es gibt noch zwei weitere Eigenschaften – seine elektrische und thermische Leitfähigkeit – die für seine schnell wachsende Verwendung in Wärmeverteilern von entscheidender Bedeutung sind.
Hervorragende Leitfähigkeit, besser als Kupfer oder SiC
Die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu Transportieren, wird als Wärmeleitfähigkeit gemessen. 다이 Wärmeleitfähigkeit wird in Watt pro Meter-Kelvin – W/mK – gemessen. Ein Material mit einem Leitfähigkeitswert von 1 W/mK Transportiert Wärme im Umfang von 1 Watt pro Kelvin(섭씨 온도) Temperaturunterschied über eine Dicke von 1 Meter.
Üblicherweise wird Kupfer verwendet, um Wärme von elektronischen Bauteilen weg zu Transportieren. Er verfügt über eine Wärmeleitfähigkeit von rund 400 W/mK, was ihn für viele Anwendungsbereiche zu einer Guten Wahl macht. Kupfer ist jedoch schwer und kann leicht anlaufen und korrodieren. Für das Wärmemanagement in Mikroelektronik, rauen Umgebungen oder im Weltraum, wo jedes Gramm zählt, ist Kupfer keine Gute Wahl. Und schließlich ist Kupfer ein Guter elektrischer Leiter, was bei der Verwendung für das Wärmemanagement in der Elektronik zu technischen Problemen führen kann.
Diamant besteht aus einer kristallinen Anordnung von gewöhnlichem Kohlenstoff. 1.500–2.200 W/mK의 성능은 최고의 Wärmeleitfähigkeit aller Materialien, rund fünfmal mehr als Kupfer에 적합합니다. Diamant Wärme의 운송이 그렇게 효율적인가요? Die Antwort liegt in seiner Struktur.
Ansicht einer Diamantstruktur
다이아몬트 모자 eine kubische Kristallstruktur. Jedes Kohlenstoffatom은 4면체(eine Pyramidenform)와 유사하게 공유 결합되어 있습니다. In dieser Struktur gibt es keine freien Elektronen, daher leiten Diamanten keine Elektrizität. Übliche Wärmeleiter wie Kupfer enthalten freie Elektronen, die sie zu starken elektrischen Leitern machen. Elektronen 운송의 주변 환경을 확인하세요. Weil Diamant keine Elektrizität leitet, wird Wärme nur durch Atomvibrationen Transportiert. In der festen, kontinuierlichen Kristallstruktur von Diamanten können sich diese Vibrationen schnell ausbreiten. Und das führt zu einem schnellen Wärmetransport.
Reinheit ist für die Wärmeleitfähigkeit eines Diamanten von zentraler Bedeutung. Unreinheiten in Diamanten können die Ausbreitung der Vibrationen im Kristallgitter verlangsamen oder unterbrechen, was zu einer geringeren Wärmeleitfähigkeit führt. (Manche Unreinheiten können sogar die zentralen Eigenschaften von Diamanten verändern. Beispielsweise enthält natürlicher blauer Diamant Bor, da ihn zu einem Halbleiter macht.)
Die Kristallstruktur von Diamanten macht sie auch enorm widestandsfähig gegen Säuren, Basen, Oxidantien und andere Chemikalien. Sie sind das härteste natürlich vorkommende Material, das wir kennen. (Wir kennen härtere Materialien, die künstlich hergestellt werden können, aber diese besitzen nicht die anderen einzigartigen Eigenschaften von Diamanten.)
Diamanten sind ein Gutes Material für das Wärmemanagement in Hochleistungselektronik. Diamant-Wärmeverteiler Transportieren Wärme sehr viel besser als Kupfer order Aluminium, die leiten keine Elektrizität, sind leicht, widestandsfähig gegen Korrosion und extrem langlebig.
Warum Diamant statt Kupfer, 알루미늄 또는 SiC
Es gibt mehrere Gründe dafür, Diamant statt anderen Materialien wie Kupfer, Aluminium oder SiC als Wärmeleiter zu verwenden:
Wärmeleitfähigkeit:다이아몬트 모자 eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1.500 및 2.200 W/mK, der höchste bekannte Wert. Kupfer hat eine Wärmeleitfähigkeit von 400W/mK, 알루미늄 무게는 220W/mK입니다.
안정적인 온도:Diamant weist keine hohe Expansion oder Kontraktion bei verschiedenen 온도 auf, er bleibt also über einen hohen Temperaturbereich hinweg sehr stable. Er behält auch seine Wärmeleitfähigkeit über einen hohen Temperaturbereich bei. Beide dieser Eigenschaften sind wichtig in der Mikroelektronik, wo der verfügbare Platz knapp ist.
3. Widerstandsfähig gegen Korrosion: Diamant ist immun gegen starke Säuren, Basen und sogarorganische Lösungsmittel.
4. Elektrische Leitfähigkeit: Diamant leitet keine Elektrizität und ist ein sehrguter Isolator.
5.Langlebigkeit: Diamant ist eines der härtesten bekannten Materialien.
6. 니드리게스 게위치트: Diamant ist leicht im Vergleich zu anderen wärmeleitenden Materialien wie Kupfer.
7. 투명:다이아만트 칸 투명 세인.
Wie Diamant-Wärmeverteiler hergestellt werden
Diamant-Wärmeverteiler werden wie andere synthetische Diamantmaterialien hergestellt. Starke Mikrowellen은 Methangas와 setzen Kohlenstoffatome frei, die rund um eine Seed-Diamantschicht kristallisieren을 선택했습니다. Ein Diamant-Wafer wächst langsam mit der Zeit. Diamant-Wärmeverteiler können in vielen Formen und Größen hergestellt werden, sind aber üblicherweise nur 2mm Dick oder noch dünner. Viele sind lichtundurchlässig und schwarz, aber bei Bedarf können sie auch transparent hergestellt werden. Diamant-Wärmeverteiler werden mithilfe leistungsstarker Laser oder anderer Schneidewerkzeuge mit Diamantoberflächen geschnitten und geformt.
Wo werden Diamant-Wärmeverteiler eingesetzt?
Diamant-Wärmeverteiler kommen überall dort zum Einsatz, wo Ingenieure hocheffiziente, leichte, langlebige und isolierende Wärmeleiter benötigen. Sie werden häufig im Hochleistungs-Rechenzentren의 컴퓨팅, LED-Lichtsystemen, Elektrofahrzeugen, Radiofrequenzsendern(RF) 및 Hochleistungs-레이저verwendet.
Zudem sind sie sehr hilfreich für Geräte, die Extremen Bedingungen standhalten müssen, beispielsweise Mikroelektronik für Satelliten oder Flugzeuge. Sie sind는 Weltraumanwendungen, da sie leicht, extrem langlebig 및 elektrisch isolierend sind und auch bei 극단적인 온도 Wärme Transportieren können을 위한 이상적인 geeignet입니다.
Diamant-Wärmeverteiler werden üblicherweise zwischen den Wärme erzeugenden elektronischen Kompontenen und größeren Passivkühlern aus anderen Materialien wie SiC, Kupfer oder Aluminium platziert. Sie Transportieren die Wärme schnell weg von den elektronischen Bauteilen und in diese größeren Passiv- oder Aktivkühler, wo sie vollständig abgeleitet werden kann.
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