Tecnologia de refrigeração emergente e em desenvolvimento
Materiais bidimensionais
Os materiais bidimensionais referem-se a materiais nos quais os elétrons só podem se mover livremente na escala nanométrica em duas dimensões, ou seja, os elétrons só podem se mover em um plano. Os materiais bidimensionais comuns incluem grafeno, nitreto de boro hexagonal, superredes, poços quânticos, etc. Por causa de sua condutividade térmica muito boa, materiais bidimensionais podem ser usados na embalagem de chips eletrônicos para melhorar a dissipação de calor. O grafeno, como representante típico, tem uma condutividade térmica ultra-alta de 5300 W / (m · K) devido à sua forte ligação sp2, que pode ser usada como um material promissor na dissipação de calor. Muitos documentos relataram que vários filmes à base de grafeno, papel grafeno, materiais multicamadas de grafeno / polímero epóxi e folhas de grafeno podem ser usados como camadas de dissipação de calor em dispositivos eletrônicos. O nitreto de boro hexagonal, como um material bidimensional que conduz calor, mas não conduz eletricidade, tem uma condutividade térmica de 390 W / (m · K), e o coeficiente de expansão é o menor entre os materiais cerâmicos atualmente conhecidos. A Figura 6 é um diagrama esquemático do uso de materiais bidimensionais para empacotar um IGBT (Transistor Bipolar de Porta Isolada).
Por meio de simulação numérica, Liu Shutian et al. descobriram que o material poroso bidimensional com o melhor desempenho de dissipação de calor é um tipo de microestrutura hexagonal regular. Wu Xiangshui e outros introduziram em detalhes a tecnologia de medição de condutividade térmica de materiais bidimensionais e a condutividade térmica de vários materiais bidimensionais. Bao Jie usa o nitreto de boro hexagonal de material em camadas bidimensional para resolver o problema de dissipação de calor de dispositivos eletrônicos de alta potência e propõe um plano para aumentar ainda mais seu efeito de dissipação de calor. A aplicação de dissipação de calor do grafeno em materiais bidimensionais é a mais representativa. O autor acredita que o filme de grafeno pode ser coberto no chip durante a dissipação de calor do chip eletrônico, e o nitreto de boro hexagonal pode ser preenchido na resina de embalagem, que pode ser muito grande. O grau de redução da resistência térmica. A dissipação de calor de material bidimensional está atualmente em fase de desenvolvimento na indústria e ainda há um longo caminho a percorrer neste campo. Quando maduros, os materiais bidimensionais definitivamente brilharão no campo da dissipação de calor de chip.
2.2 Dissipação de calor do vento iônico Quando um campo elétrico é aplicado entre uma superfície pontiaguda e uma superfície cega, um grande número de íons negativos será ionizado perto da superfície pontiaguda e um grande número de íons positivos será gerado perto da superfície cega. Os íons positivos e negativos precisam ser neutralizados, e os íons negativos voam para os íons positivos. O movimento dos íons causará grande perturbação no fluido circundante. Devido à inércia, outras moléculas no ar são movidas juntas, gerando vento iônico. A Figura 7 é um diagrama esquemático da geração de vento de íons. A tecnologia de dissipação de calor por vento iônico foi inventada pelo Professor Alexander Mamishev em 2006. A Tessera, um fornecedor global de tecnologia de miniaturização de produtos eletrônicos, lançou uma solução de dissipação de calor Eletrohidro Dinâmica (EHD) baseada na dissipação de calor por vento iônico. A área da superfície é de apenas 3 cm2 e pode ser instalada. No laptop. A maior vantagem desse método de dissipação de calor é que não há mecanismo mecânico e nenhum ruído é gerado. Existem alguns problemas com a dissipação de calor do vento iônico. Por exemplo, o consumo de energia do sistema pode aumentar e a radiação eletromagnética gerada pelo vento iônico também afetará a saúde humana. No entanto, esses problemas foram resolvidos. Os problemas de como evitar a poeira e prolongar a vida útil ainda estão sendo resolvidos.
Depois de classificar e analisar os diversos métodos de dissipação de calor acima, não é difícil ver que, com a atualização contínua e o progresso dos dispositivos eletrônicos, os métodos de dissipação de calor dos dispositivos eletrônicos estão cada vez mais buscando portabilidade e maior eficiência. Embora dispositivos eletrônicos e chips eletrônicos sejam mais precisos e compactos, eles também trazem problemas de dissipação de calor. O impacto da temperatura no equipamento eletrônico se reflete principalmente em dois aspectos: um é a falha térmica do chip e o outro é o dano por estresse. Comparando os métodos de dissipação de calor acima, se um método sozinho tiver muitas deficiências, vários métodos podem ser usados para dissipar o calor, como: vento de íon e resfriamento de ar forçado para dissipação de calor; armazenamento de energia de mudança de fase e tubos de calor para dissipação de calor; 2. Os materiais dimensionais são embalados e combinados com outros métodos de dissipação de calor.&Sangue eletrónico 5D &. é uma tecnologia muito promissora, e será uma grande mudança nos equipamentos eletrônicos a serem desenvolvidos. O uso de materiais bidimensionais para embalagem de equipamentos eletrônicos e o uso de microcanais na placa inferior se tornarão cada vez mais amplamente utilizados, e outros métodos de dissipação de calor precisam ser selecionados para diferentes situações. O autor pessoalmente prefere o resfriamento do armazenamento de energia com mudança de fase e o resfriamento do heat pipe.
Atualmente, a pesquisa teórica sobre dissipação de calor está relativamente completa, mas também existem muitas dificuldades técnicas. O problema de gargalo da tecnologia de dissipação de calor também prejudica indiretamente o desenvolvimento de equipamentos eletrônicos. Há um longo caminho a percorrer. Romper os problemas atuais e encontrar melhores materiais de dissipação de calor sempre será uma questão importante no campo da dissipação de calor.
