Cum conduce diamantul căldură?

Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei, aparatele electrice și componente microelectronice din ce în ce mai mari sunt treptat, iar cererea oamenilor de produse electronice ușoare și de înaltă performanță crește . densitatea de putere a componentelor semiconductoare se îmbunătățește în mod constant, iar fluxul de căldură nu va mai rezolva . convențională, iar fluxul de căldură nu va mai rezolva . convențională, iar fluxul de căldură nu va mai rezolva . convențională, iar fluxul de căldură nu va mai rezolva și. Ei bine, și cum să disipați căldura și răcirea materialelor a devenit provocarea principală .

 

• Deci, cum să alegeți materiale în domeniul conductivității termice și disiparea căldurii?

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 and graphene meet the requirements Perfect . au o conductivitate termică ridicată, iar materialele lor compuse sunt o clasă de materiale de conductivitate termică și de disipare a căldurii, care au devenit în centrul atenției oamenilor .}

 

• Conductivitatea termică excelentă și disiparea căldurii diamantului

Față de diverse limitări ale materialelor tradiționale de ambalare, s -au dezvoltat diverse materiale noi de disipare a căldurii, care au o expansiune termică scăzută și o greutate ușoară . Diamond, ca reprezentant al acestor materiale, este substanța cu cea mai mare conductivitate termică în natură . Oamenii spun adesea că conductivitatea termică a diamantului este de cinci ori mai mare de diamant, așa cum sunt tipul de tip, așa cum sunt tipul de cupru, așa 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 of diamond Poate că nu este același . Conductivitatea termică a diamantului este legată de integritatea structurii sale interne și de tipurile și conținutul impurităților pe care le conține . conductivitatea termică a aceluiași tip de diamant variază, de asemenea, la temperaturi diferite, așa cum se arată în tabelul de mai jos:

Conductivitatea termică a diamantului nu este fixată și are o gamă de variații . Materialele principale utilizate ca chiuvete de căldură de tip IIA IIA cu un singur diamant cu un singur cristal și diamant policristalin cu conductivitate termică necesară, cu un coeficient de expansiune termică de aproximativ 0 . 8 × 10-6/k și izolație la temperatura camerei.

 

• Principiul conductivității termice cu diamante

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 electrical conductivity. Unlike Metale care se bazează pe electroni periferici pentru transferul de căldură, conductivitatea termică a diamantului este derivată în principal din propagarea vibrațiilor atomice de carbon (i . e . fononi) .}}

 

Calea liberă medie a fononilor este determinată de coliziunile dintre fononi și împrăștierea fononilor prin defecte în solide . impurități, dislocări, fisuri și alte defecte de cristal în diamant, precum și catalizatori de metal reziduali și orientări de zăbrele, se pot ciocni cu fononi și împrăștiați -le, limitând astfel calea medie a fononilor și reducării cu fononi și să le împrăștieze, limitând calea medie liberă a fononilor și a redobândării conductivității termale termale {{1

 

Atunci când compoziția unei substanțe este mai simplă, structura este mai simplă și există mai puține impurități, mișcarea fononică este mai rapidă, iar rata de transfer de căldură este, de asemenea, mai rapidă . Acest lucru se datorează faptului că introducerea celei de -a doua componente și impurități poate provoca distorsionarea, denaturarea, distorsionarea și distonitățile, disruptând integritatea {1 Compoziția diamantului este doar un singur element de carbon, iar structura sa este, de asemenea, foarte simplă . printre cele patru tipuri de diamante ia, ib, iia și iib, iia este cea mai pură și are cele mai mici impurități, având astfel cea mai mare rată de transfer de căldură .

 

În trecut, când au cumpărat diamante, unii oameni le -ar linge cu vârful limbii lor . dacă au simțit vârful limbii lor răcoroase, era un adevărat diamant; If it's warm, it's just glass. This process is actually using the tip of the tongue as a probe to conduct a comparative experiment on the thermal conductivity of a gemstone. Because the thermal conductivity of glass is very low, while the heat transfer rate of real diamond is over a thousand times that of glass, the sensitive tip of the tongue can easily distinguish the difference between the two.

 

În plus, Diamond are, de asemenea, caracteristicile de rezistență ridicată și rezistență la defalcare ridicată, constantă dielectrică scăzută și expansiune termică scăzută . are avantaje evidente în disiparea căldurii a dispozitivelor optoelectronice de mare putere, ceea ce indică, de asemenea, că Diamond are un potențial mare de aplicare în câmpul disipației căldurii .