Hvordan opfører Diamond opvarmes?

Med den kontinuerlige udvikling af teknologi fremkommer mere og mere højeffekt elektriske apparater og mikroelektroniske komponenter gradvist, og folks efterspørgsel efter lette og højtydende elektroniske produkter øges . Strømdensiteten af ​​halvlederkomponenter, der konstant forbedrer, og varmefluxen øges også .} støttestrinningsmateriale uden længere Nå, og hvordan man spreder varme og afkøling af materialer er blevet den primære udfordring .

 

• Så hvordan vælger man materialer inden for termisk ledningsevne og varmeafledning?

At present, the popular heat dissipation solutions mainly include graphite sheets, graphene, thermal interface materials, heat pipes and homogenization plates, and semi-solid die castings. However, natural graphite heat dissipation film products are thicker and have low thermal conductivity, which makes it difficult to meet the heat dissipation needs of future high-power and high-density integrated devices. At the same time, they also do not meet people's high-performance requirements such as ultra-thin and long battery life. Therefore, the search for new materials with super thermal conductivity is of great significance. This requires such materials to have extremely low thermal expansion rate, ultra-high thermal conductivity, and lightweight volume. Carbon materials such as diamond og grafen opfylder kravene perfekt . De har høj termisk ledningsevne, og deres sammensatte materialer er en klasse af meget potentiel termisk ledningsevne og varmeafledningsmaterialer, som er blevet fokus for folks opmærksomhed .

 

• Den fremragende termiske ledningsevne og varmeafledning af diamant

Overfor med forskellige begrænsninger af traditionelle emballagematerialer er der udviklet forskellige nye varmeafledningsmaterialer, som har lav termisk ekspansion og let vægt . diamant, som en repræsentant for disse materialer, er stoffet med den højeste termiske ledningsevne i natur as Type Ia, Ib, IIa, IIb, etc. For Type I and II diamonds, they are distinguished by the difference in their ultraviolet and infrared absorption spectra, while Type A and B diamonds are distinguished by the difference in their electron paramagnetic resonance absorption. Different types of diamond also have different thermal conductivity, which means that the thermal conductivity of the same Type diamant er muligvis ikke den samme . Den termiske ledningsevne af diamant er relateret til integriteten af ​​dens interne struktur, og typerne og indholdet af urenheder indeholder den . Den termiske ledningsevne af den samme type diamant varierer også ved forskellige temperaturer, som vist i nedenstående tabel:

Diamantens termiske ledningsevne er ikke fast og har en række variation . De vigtigste materialer, der bruges som diamantskod, er type IIa enkeltkrystalldiamant og polykrystallinsk diamant med krævet termisk ledningsevne, med en termisk ekspansionskoefficient på ca. 0 . 8 × 10-6}/K og isolering ved stuetemperatur.

 

• Princip om diamant termisk ledningsevne

Diamond has a cubic crystal structure, where each carbon atom forms a covalent bond with four other carbon atoms in SP3 hybridized orbitals, forming a regular tetrahedron. Because all valence electrons are confined to the covalent bond region and there are no free electrons, diamond is non-conductive. High thermal conductivity is associated with high Elektrisk ledningsevne . I modsætning til metaller, der er afhængige af perifere elektroner til varmeoverførsel, er den termiske ledningsevne af diamant hovedsageligt afledt af udbredelsen af ​​carbonatomiske vibrationer (i . e . fononer) .}

 

Den gennemsnitlige frie sti af fononer bestemmes af kollisionerne mellem fononer og spredning af fononer ved defekter i faste stoffer . urenheder, dislokationer, revner og andre krystaldefekter i diamant, såvel som resterende metalkatalysatorer og lattekort, kan kollidere med fononer og sprede dem derved, der begrænser det gennemsnitlige frie sti og reducerende tororientering Konduktivitet .

 

Når sammensætningen af ​​et stof er enklere, er strukturen enklere, og der er færre urenheder, er fononbevægelsen hurtigere, og varmeoverførselshastigheden er også hurtigere . Dette er fordi introduktionen af ​​den anden komponent og urenhed Elektroner . Sammensætningen af ​​diamant er kun et enkelt element af kulstof, og dets struktur er også meget enkel . blandt de fire typer diamanter ia, Ib, IIa og IIB, IIA er den reneste og har de mindst uredeligheder, og har således den højeste varmeoverførselshastighed .

 

Tidligere, når de købte diamanter, ville nogle mennesker slikke dem med spidsen af ​​deres tunge . Hvis de følte spidsen af ​​deres tunge cool, var det en rigtig diamant; Hvis det er varmt, er det bare glas . Denne proces bruger faktisk spidsen af ​​tungen som en sonde til at gennemføre et sammenlignende eksperiment på den termiske ledningsevne af en ædelsten . Fordi den termiske ledningsevne af glas er meget lav, mens varmeoverførselshastighed

 

Derudover har Diamond også egenskaberne ved høj resistivitet og høj nedbrydningsfeltstyrke, lav dielektrisk konstant og lav termisk ekspansion . Det har åbenlyse fordele i varmeafledning af højeffektoptoelektroniske enheder, hvilket også indikerer, at diamant har et stort potentiale for påføring af varmeafledning .}