Termilise liidese materjali arengusuund
Kõrged temperatuurid võivad avaldada kahjulikku mõju elektrooniliste komponentide stabiilsusele, töökindlusele ja elueale. Elektrooniliste komponentide ja jahutusradiaatorite vahel on sageli väikesed vahed, mille tulemuseks on tegelik kontaktpind vaid 10% jahutusradiaatori aluspinnast, mis takistab tõsiselt soojusülekannet. Termilise liidese materjali kasutamine tühimike täitmiseks võib märkimisväärselt vähendada kontakti soojustakistust ja tagada, et kütteelektrooniliste komponentide tekitatud soojus vabaneb õigeaegselt.
Asjade Interneti ajastu tulekuga paraneb elektroonikatoodete integreerimine jätkuvalt. Lisaks on kõrgsageduslike signaalide kasutuselevõtt ja riistvarakomponentide uuendamine kaasa toonud ühendatud seadmete ja antennide arvu kahekordistumise, mille tulemuseks on voolutarbimise pidev kasv ja soojuse tootmise kiire kasv. Soojusliidese materjalil on suurepärane soojusjuhtivus ja tugev keskkonnaga kohanemisvõime, mis pakuvad võimsat abi seadmete suurel integreerimisel ja miniaturiseerimisel ning eeldatavasti muutuvad kõige häirivamaks ja muutlikumaks soojusjuhtimise lahenduseks.
Tööstuse osas esitab elektroonikatööstus, mida esindavad kolm kuuma sektorit, üha rohkem nõudmisi täiustatud soojusjuhtimissüsteemide ja termilise liidese materjalide järele:
Arukas tarbeelektroonika:Nutitelefonide ja tahvelarvutite elektroonikatooted on tiheda ja väga integreeritud struktuuriga ning soojusvoo tiheduse pidev parandamine on seadnud soojusjuhtimissüsteemidele üha kõrgemaid nõudeid.
Sideseadmed:sideseadmed muutuvad üha keerukamaks, energiatarve suureneb ja soojusväärtus tõuseb kiiresti, mis toob kaasa tohutu kasvava nõudluse termilise liidese materjali järele.
Auto elektroonika:ühelt poolt on mootori elektroonilise juhtmooduli, süütemooduli, toitemooduli ja erinevate andurite töötemperatuur äärmiselt kõrge; teisest küljest on uute energiasõidukite aku võimsus tohutu ning traditsioonilisest õhk- ja vesijahutusest ei piisa tohutu soojuse hajumisega toimetulekuks. Termilise liidese materjali järele on kiire ja isikupärastatud nõudlus.
Lisaks peavad lennunduses, lennunduses, sõjaväes ja muudes valdkondades kasutatavad seadmed tavaliselt töötama karmides keskkondades, nagu kõrge sagedus, kõrgepinge, suur võimsus ja äärmuslikud temperatuurid, ning nõuavad kõrget töökindlust, pikka veavaba tööaega ja äärmiselt kõrget tööaega. kõrged põhjalikud jõudlusnõuded soojust hajutavatele materjalidele.
BCC uuringute andmetel on Thermal liidese materjali globaalse turu suurus kasvanud 716 miljonilt dollarilt 2014. aastal 937 miljonile dollarile 2018. aastal, aastane liitkasvumäär on 7,4%. Eeldatakse, et 2021. aastal ulatub turu suurus 1,08 miljardi dollarini. Nende hulgas ületab Aasia Vaikse ookeani piirkond 812 miljonit USA dollarit, Euroopa ligikaudu 113 miljonit USA dollarit, Põhja-Ameerika ligikaudu 101 miljonit USA dollarit ja teised piirkonnad ligikaudu 54 miljonit USA dollarit. USA dollarit.
Soojust juhtivate polümeeripõhiste komposiitide eelisteks on madal tihedus, suurepärased dielektrilised omadused, madalad toorainehinnad ja lihtne töötlemine, kuid polümeeripõhiste soojusjuhtivate komposiitide soojusjuhtivus on suhteliselt madal. Anorgaanilised nanomaterjalid, nagu alumiiniumoksiid, alumiiniumnitriid, ränikarbiid, boornitriid ja süsiniknanotorud, võivad tõhusalt parandada polümeermaterjalide soojusjuhtivust, kuid anorgaanilised täiteained muudavad polümeermaterjalid rabedaks ja kõvaks. Praegu sellele probleemile head lahendust ei ole ning rahvusvaheline ja kodumaine turg on põhimõtteliselt samal rajal.
Ideaalsel termilise liidese materjalil peaksid olema järgmised omadused: kõrge soojusjuhtivus, kõrge painduvus, pinna märguvus, õige viskoossus, kõrge rõhutundlikkus, hea soojus- ja külmatsükli stabiilsus, korduvkasutatav jne. Seetõttu tuleb käsitleda täiendavaid probleeme:
Esiteks on polümeeril põhinevate komposiitide projekteerimisel vaja täiustatud tugevduskonstruktsiooni, et parandada soojusjuhtivust, tagades samal ajal mehaanilised omadused;
Teiseks, materjali ettevalmistamise ja töötlemise osas on ideaalse komposiitmaterjali konfiguratsiooni saamiseks vaja parandada täiteainete, tugevduste ja maatriksi vahelist liidest.
Kolmandaks on teoreetiliste alusuuringute seisukohalt vaja täiendavalt mõista mitmemõõtmelist fononide soojusjuhtivust, kandja juhtivuse mehhanismi, fononelektronide sidestusmehhanismi, keerulist elektronide ja fononite transpordimehhanismi liideses jne, et luua teoreetiline alus termilise liidese materjali disain.
