उच्च तापीय चालकता कार्बन सामग्री के बारे में जानें

उच्च घनत्व, उच्च तापीय विस्तार गुणांक, और अशुद्ध सामग्री की समस्याओं के कारण पिछली धातु (एल्यूमीनियम, तांबा) गर्मी सिंक गर्मी अपव्यय की जरूरतों को पूरा करना मुश्किल है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, एयरोस्पेस, उपग्रह संचार, उच्च गति वाले कंप्यूटर और अन्य क्षेत्र गर्मी लंपटता के मुद्दों पर अधिक से अधिक ध्यान दे रहे हैं, और थर्मल प्रबंधन सामग्री के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे रखा गया है।

इसकी कम घनत्व, उच्च शक्ति, उच्च तापीय चालकता और रासायनिक प्रतिरोध के कारण, कार्बन सामग्री से पिछली धातु सामग्री को बदलने और उच्च तापीय चालकता सामग्री की एक नई पीढ़ी बनने की उम्मीद है।

कार्बन सामग्री का ऊष्मा चालन मुख्य रूप से जाली परमाणुओं के ऊष्मीय कंपन द्वारा महसूस किया जाता है। कार्बन फाइबर का प्रकार, मैट्रिक्स प्रकार, घनत्व, विशिष्ट ताप क्षमता, ग्रेफाइटाइजेशन डिग्री, प्रीफॉर्म संरचना, फाइबर वॉल्यूम अंश, गर्मी उपचार तापमान/ग्राफिटाइजेशन तापमान इत्यादि कार्बन सामग्री को प्रभावित करते हैं थर्मल चालकता का मुख्य कारक।

वर्तमान में, मुख्य रूप से तीन प्रकार की उच्च तापीय चालकता कार्बन सामग्री हैं:

1. हीरा सामग्री

वर्तमान में, यह ज्ञात है कि प्राकृतिक हीरे में प्राकृतिक सामग्रियों में सबसे अधिक तापीय चालकता होती है, और इसके कमरे के तापमान की तापीय चालकता लगभग 2000 से 2100W / (m∙K) होती है। साथ ही, हीरा भी एक अच्छा इन्सुलेटर और एक आदर्श सब्सट्रेट गर्मी अपव्यय सामग्री है। वर्तमान में, रासायनिक वाष्प जमाव विधि द्वारा तैयार डायमंड कार्बन फिल्म में उच्च गुणवत्ता और कम लागत के फायदे हैं।

2. ग्रेफाइट सामग्री

ग्रेफाइट छह प्रिज्म चेहरों और दो क्लोज-पैक बेस चेहरों से बना है। यह हेक्सागोनल संरचना से संबंधित है और इसे मुख्य रूप से दो श्रेणियों में बांटा गया है: प्राकृतिक ग्रेफाइट और कृत्रिम ग्रेफाइट। कमरे के तापमान पर साधारण ग्रेफाइट की तापीय चालकता केवल 70 से 150W/(m∙K) है, जबकि कमरे के तापमान पर 002 क्रिस्टल विमान पर प्राकृतिक ग्रेफाइट की तापीय चालकता 2200W/(m∙K) तक पहुंच सकती है। सतह पर तापीय चालकता भी 2000W/(m∙K) तक पहुंच गई है।

3. ग्राफीन सामग्री

ग्राफीन सामग्री एक द्वि-आयामी प्लानर संरचना से बनी होती है जो कार्बन परमाणुओं की एक परत से बनी होती है जो एक नियमित षट्भुज में बारीकी से व्यवस्थित होती है। यह एक छत्ते की आकृति है और ग्रेफाइट से निकाले गए कार्बन परमाणु सतह सामग्री की एक परत है। माइक्रोमैकेनिकल एक्सफोलिएशन विधि, एपिटैक्सियल ग्रोथ विधि, रासायनिक वाष्प जमाव विधि और ग्राफीन ऑक्साइड रासायनिक कमी विधि ग्राफीन की मुख्य तैयारी विधियाँ हैं। सिंगल-लेयर सस्पेंडेड ग्राफीन के कमरे के तापमान की तापीय चालकता 3000 से 5300W/(m∙K) तक पहुंच सकती है)।

कार्बन परमाणुओं की एक विशेष व्यवस्था होती है। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली कार्बन सामग्री में तापीय चालकता की एक विशाल संरचना और अनिसोट्रॉपी होती है, अर्थात, ग्रेफाइट क्रिस्टल विमानों की दिशा में उनके पास उच्च तापीय चालकता होती है, जबकि क्रिस्टल विमानों के बीच तापीय चालकता बहुत कम होती है। पसंदीदा अभिविन्यास इसकी तापीय चालकता को मोटाई दिशा में सीमित करता है।

हालांकि, कार्बन सामग्री के लाभों को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। थर्मल प्रबंधन सामग्री जो उनके चेक और बैलेंस का उपयोग करती है, विशेष रूप से छोटे स्थानों में बड़े ताप प्रवाह वाले घटकों से गर्मी को खत्म करने के लिए उपयुक्त हैं, और अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक घटकों की विकास आवश्यकताओं को पूरा कर सकती हैं, और विकास के लिए बहुत महत्व रखती हैं आधुनिक उद्योग, राष्ट्रीय रक्षा और उच्च प्रौद्योगिकी।