다이아몬드 열 분산기란 무엇입니까?
다이아몬드 열 분산기는 열을 분산시키는 데 사용되는 얇은(일반적으로 2mm 이하) 합성(또는 합성) 다이아몬드 시트입니다. 일반적으로 열원과 방열판 사이에 배치됩니다.
다이아몬드는 일반적으로 열 관리, 특히 전자 장치에서 열을 제어하는 데 사용되는 재료 및 기술과 관련이 없습니다.
그러나 다이아몬드는 영원할 뿐만 아니라 특수한 고성능 전자 장비에서 잠재적으로 손상을 줄 수 있는 열을 발산하는 데 사용되는 놀라운 열 전도체이기도 합니다.
많은 전자 부품은 작동 시 뜨거워지며, 이러한 열을 제거하는 것은 부품 성능과 수명에 매우 중요합니다. 열은 전자 부품의 특성을 변화시켜 효율성을 떨어뜨리고 시간이 지남에 따라 손상을 일으킬 수도 있습니다. 열 관리는 구성 요소에서 열을 멀리 이동시키는 과학입니다.
다이아몬드는 경도로 널리 알려져 있지만 실제로 열 분산기 용도로 빠르게 성장하는 데 핵심이 되는 두 가지 다른 특성, 즉 전기 및 열 전도성이 있습니다.
구리나 SiC보다 뛰어난 뛰어난 전도체
재료의 열 이동 능력은 열전도율로 측정됩니다. 열전도도는 미터당 와트(Kelvin, W/mK)로 측정됩니다. 전도도 값이 1W/mK인 재료는 1미터 두께에 걸쳐 온도 차이 1도 켈빈(또는 섭씨)마다 1와트의 속도로 열을 전달합니다.
구리는 일반적으로 전자 부품에서 열을 운반하는 데 사용됩니다. 열전도율은 약 400W/mK이므로 다양한 응용 분야에 적합합니다. 그러나 구리는 무거워서 쉽게 변색되고 부식될 수 있습니다. 마이크로 전자공학, 열악한 환경 또는 모든 그램이 중요한 항공우주 분야의 열 관리에 사용하기에는 좋은 소재가 아닙니다. 마지막으로 구리는 우수한 전기 전도체이므로 전자 제품의 열 관리에 사용할 때 엔지니어링 문제를 일으킬 수 있습니다.
다이아몬드는 일반적인 탄소의 결정 배열입니다. 이는 구리의 약 5배인 1,500-2,200W/mK로 모든 재료 중 가장 높은 열전도율을 가지고 있습니다. 다이아몬드는 어떻게 열을 잘 전도합니까? 핵심은 구조에 있습니다.
다이아몬드의 구조 다이어그램.
다이아몬드는 입방체 결정 구조를 가지고 있습니다. 각 탄소 원자는 4개의 다른 탄소 원자와 공유 결합하여 사면체(피라미드 모양)를 형성합니다. 이 구조에는 자유 전자가 없으므로 다이아몬드는 전기를 전도하지 않습니다. 구리와 같은 일반적인 열 전도체에는 자유 전자가 있어 전기 전도성이 높습니다. 열 전달을 위해 주변 전자를 사용할 수 있습니다. 다이아몬드는 전기 전도성이 없기 때문에 원자 진동을 통해서만 열이 전달됩니다. 다이아몬드의 견고한 연속 결정 구조로 인해 이러한 진동이 다이아몬드 조각을 통해 매우 빠르게 이동할 수 있습니다. 그리고 이는 빠른 열 전도로 해석됩니다.
순도는 다이아몬드 열전도율의 핵심입니다. 다이아몬드의 불순물은 격자 진동의 확산을 늦추거나 방해하여 열 전도 효율성을 떨어뜨릴 수 있습니다. (일부 불순물은 다이아몬드의 주요 특성을 바꿀 수도 있습니다. 예를 들어 천연 블루 다이아몬드에는 반도체를 만드는 붕소가 포함되어 있습니다.)
다이아몬드의 결정 구조는 또한 산, 염기, 산화제 및 기타 화학 물질에 대한 저항력이 매우 뛰어납니다. 알려진 것 중 가장 단단한 자연 발생 물질입니다. (더 단단한 특수 인공 재료가 존재하지만 다이아몬드의 다른 고유한 특성을 공유하지 않습니다.)
다이아몬드는 고성능 마이크로 전자공학의 열 관리에 좋은 재료입니다. 다이아몬드 열 분산기는 구리나 알루미늄보다 열을 훨씬 잘 전도하고 전기를 전도하지 않으며 가볍고 부식에 강하며 내구성이 매우 뛰어납니다.
왜 구리, 알루미늄 또는 SiC 대신 다이아몬드를 사용합니까?
구리, 알루미늄 또는 SiC와 같은 다른 재료 대신 다이아몬드를 열 전도체로 사용하는 몇 가지 이유가 있습니다.
열전도율:다이아몬드는 알려진 가장 높은 열전도도인 1,500-2,200W/mK를 가집니다. 구리의 열전도율은 400W/mK, 알루미늄은 220W/mK입니다.
열 안정성:다이아몬드는 다양한 온도에서 많이 팽창하거나 수축하지 않습니다. 즉, 광범위한 온도에서 매우 안정적으로 유지됩니다. 또한 광범위한 온도에서 열전도율을 유지합니다. 이 두 가지 특성은 공간이 매우 중요한 마이크로 전자공학의 핵심입니다.
3. 부식 저항: 다이아몬드는 강산, 염기, 심지어 유기 용매에도 면역입니다.
4. 전기 전도성: 다이아몬드는 전기를 전도하지 않으며 매우 우수한 절연체입니다.
5.내구성: 다이아몬드는 알려진 가장 단단한 물질 중 하나입니다.
6. 경량: 다이아몬드는 구리와 같은 다른 일반적인 열전도 물질에 비해 가볍습니다.
7. 투명성:다이아몬드는 투명할 수 있습니다.
다이아몬드 히트 스프레더 제작 방법
다이아몬드 열 분산기는 다른 합성 다이아몬드 재료처럼 만들어집니다. 강력한 마이크로파는 메탄 가스를 폭발시켜 다이아몬드 시드층 주위에서 결정화되는 탄소 원자를 방출합니다. 다이아몬드 웨이퍼는 시간이 지남에 따라 천천히 성장합니다. 다이아몬드 열 분산기는 다양한 모양과 크기로 만들 수 있지만 일반적으로 두께는 2mm 이하입니다. 대부분은 불투명하고 색상이 검은색이지만 필요할 경우 투명하게 만들 수 있습니다. 다이아몬드 열 분산기는 다이아몬드 표면이 있는 강력한 레이저 또는 기타 절단 도구를 사용하여 절단 및 성형됩니다.
다이아몬드 열 분산기는 어디에 사용됩니까?
다이아몬드 열 분산기는 엔지니어가 고효율, 경량, 내구성 및 절연 열 전도체가 필요한 모든 곳에서 사용됩니다. 데이터 센터, LED 조명 시스템, 전기 자동차, 무선 주파수(RF) 송신기 및 고전력 내의 고성능 컴퓨팅에 자주 사용됩니다.레이저.
또한 위성이나 비행기의 마이크로전자공학과 같이 극한 조건을 견뎌야 하는 장비에 특히 유용합니다. 가볍고 내구성이 뛰어나며 전기 절연성이 뛰어나고 극한의 온도에서 열을 전달할 수 있기 때문에 많은 항공우주 용도에 적합합니다.
다이아몬드 열 분산기는 일반적으로 열을 발생하는 전자 부품과 SiC, 구리 또는 알루미늄과 같은 다른 재료로 만들어진 대형 패시브 라디에이터 사이에 배치됩니다. 이는 열 에너지를 전자 장치에서 완전히 소산될 수 있는 더 큰 수동 또는 능동 라디에이터로 빠르게 이동시킵니다.
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