थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री की विकास स्थिति और प्रति-उपाय

उच्च तापमान इलेक्ट्रॉनिक घटकों की स्थिरता, विश्वसनीयता और जीवनकाल पर हानिकारक प्रभाव डाल सकता है। इलेक्ट्रॉनिक घटकों और हीट सिंक के बीच अक्सर छोटे अंतराल होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हीट सिंक के आधार क्षेत्र का वास्तविक संपर्क क्षेत्र केवल 10 प्रतिशत होता है, जो गंभीर रूप से गर्मी हस्तांतरण में बाधा डालता है। अंतरालों को भरने के लिए थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री का उपयोग संपर्क थर्मल प्रतिरोध को काफी कम कर सकता है, और यह सुनिश्चित कर सकता है कि हीटिंग इलेक्ट्रॉनिक घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी को समय पर छुट्टी दे दी जाए।

इंटरनेट ऑफ थिंग्स के युग के आगमन के साथ, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के एकीकरण में सुधार जारी है। इसके अलावा, उच्च-आवृत्ति संकेतों की शुरूआत और हार्डवेयर घटकों के उन्नयन से जुड़े उपकरणों और एंटेना की संख्या दोगुनी हो गई है, जिसके परिणामस्वरूप बिजली की खपत में लगातार वृद्धि हुई है और गर्मी उत्पादन में तेजी से वृद्धि हुई है। थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री में उत्कृष्ट थर्मल चालकता और मजबूत पर्यावरणीय अनुकूलन क्षमता होती है, जो उपकरणों के उच्च एकीकरण और लघुकरण के लिए शक्तिशाली सहायता प्रदान करती है, और सबसे विघटनकारी और परिवर्तनकारी थर्मल प्रबंधन समाधान बनने की उम्मीद है।

उद्योग के संदर्भ में, तीन गर्म क्षेत्रों द्वारा प्रतिनिधित्व किया जाने वाला इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग, उन्नत थर्मल प्रबंधन प्रणालियों और थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री के लिए अधिक से अधिक मांगें रखता है:
बुद्धिमान उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:स्मार्टफोन और टैबलेट के इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में एक चुस्त और अत्यधिक एकीकृत संरचना होती है, और गर्मी प्रवाह घनत्व में निरंतर सुधार ने गर्मी प्रबंधन प्रणालियों के लिए तेजी से उच्च आवश्यकताओं को सामने रखा है।
     संचार उपकरण:संचार उपकरण अधिक से अधिक जटिल होते जा रहे हैं, बिजली की खपत बढ़ रही है, और ताप मूल्य तेजी से बढ़ रहा है, जो थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री की भारी वृद्धिशील मांग लाएगा।
ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स:एक ओर, इंजन इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण मॉड्यूल, इग्निशन मॉड्यूल, पावर मॉड्यूल और विभिन्न सेंसर का कार्य तापमान बेहद अधिक है; दूसरी ओर, नई ऊर्जा वाहनों की बैटरी शक्ति बहुत बड़ी है, और पारंपरिक वायु शीतलन और जल शीतलन भारी गर्मी अपव्यय से निपटने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री की तत्काल और वैयक्तिकृत मांग है।
इसके अलावा, विमानन, एयरोस्पेस, सैन्य और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को आमतौर पर उच्च आवृत्ति, उच्च वोल्टेज, उच्च शक्ति और अत्यधिक तापमान जैसे कठोर वातावरण में संचालित करने की आवश्यकता होती है, और उच्च विश्वसनीयता, लंबे समय तक दोष मुक्त कार्य समय और अत्यधिक की आवश्यकता होती है। गर्मी लंपटता सामग्री के लिए उच्च व्यापक प्रदर्शन आवश्यकताओं।

बीसीसी अनुसंधान आंकड़ों के अनुसार, थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री का वैश्विक बाजार आकार 2014 में 716 मिलियन डॉलर से बढ़कर 2018 में 937 मिलियन डॉलर हो गया है, जिसमें 7.4 प्रतिशत की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर है। उम्मीद है कि 2021 में बाजार का आकार 1.08 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच जाएगा। इनमें एशिया प्रशांत क्षेत्र 812 मिलियन अमेरिकी डॉलर, यूरोप लगभग 113 मिलियन अमेरिकी डॉलर, उत्तरी अमेरिका लगभग 101 मिलियन अमेरिकी डॉलर और अन्य क्षेत्र लगभग 54 मिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक होगा। यू एस डॉलर।

थर्मल प्रवाहकीय पॉलिमर आधारित कंपोजिट में कम घनत्व, उत्कृष्ट ढांकता हुआ गुण, कम कच्चे माल की कीमतें और आसान प्रसंस्करण के फायदे हैं, लेकिन पॉलिमर आधारित थर्मल प्रवाहकीय कंपोजिट की तापीय चालकता अपेक्षाकृत कम है। एल्यूमीनियम ऑक्साइड, एल्यूमीनियम नाइट्राइड, सिलिकॉन कार्बाइड, बोरान नाइट्राइड और कार्बन नैनोट्यूब जैसी अकार्बनिक नैनो सामग्री प्रभावी ढंग से बहुलक सामग्री की तापीय चालकता में सुधार कर सकती है, लेकिन अकार्बनिक भराव बहुलक सामग्री को भंगुर और कठोर बना देगा। वर्तमान में, इस समस्या का कोई अच्छा समाधान नहीं है, और अंतर्राष्ट्रीय और घरेलू बाजार मूल रूप से एक ही रास्ते पर हैं।

आदर्श थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री में निम्नलिखित विशेषताएं होनी चाहिए: उच्च तापीय चालकता, उच्च लचीलापन, सतह की अस्थिरता, उचित चिपचिपाहट, उच्च दबाव संवेदनशीलता, अच्छा थर्मल और शीत चक्र स्थिरता, पुन: प्रयोज्य, आदि। इसलिए, आगे के मुद्दों पर ध्यान देने की आवश्यकता है:
सबसे पहले, पॉलिमर आधारित कंपोजिट के डिजाइन में, यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करते हुए तापीय चालकता में सुधार के लिए अधिक उन्नत सुदृढीकरण डिजाइन की आवश्यकता होती है;
दूसरे, सामग्री की तैयारी और प्रसंस्करण के संदर्भ में, एक आदर्श मिश्रित सामग्री विन्यास प्राप्त करने के लिए फिलर्स, सुदृढीकरण और मैट्रिक्स के बीच इंटरफ़ेस बॉन्डिंग में सुधार करना आवश्यक है;
तीसरा, बुनियादी सैद्धांतिक अनुसंधान के संदर्भ में, सैद्धांतिक आधार प्रदान करने के लिए मल्टी-स्केल फोनन ताप चालन, वाहक चालन तंत्र, फोनन इलेक्ट्रॉन युग्मन तंत्र, इंटरफ़ेस पर जटिल इलेक्ट्रॉन और फोनन परिवहन तंत्र आदि को और समझना आवश्यक है। थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री का डिज़ाइन।