久久亚洲精品无码aⅴ大香,97se亚洲精品一区,韩国最新爱情电影,漂亮老师做爰6,国产强伦姧人妻毛片

CAC2025 广州(zhou)先(xian)进陶瓷论坛暨展览会

2025年5月26-28日 美丽豪酒店(广州番禺店)

距离展会(hui)还有
-
2024年6月13-15日 广州保利世贸博览馆2号馆

久久亚洲精品无码aⅴ大香,97se亚洲精品一区,韩国最新爱情电影,漂亮老师做爰6,国产强伦姧人妻毛片新闻动态技术科普
高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式
日期:2021-12-30    浏览次数:
0

电(dian)子设备及集成电(dian)路的缩小化、智能(neng)化,元器件(jian)密度和功率不(bu)断(duan)增加,使(shi)得电(dian)子设备的高效散热成为行业的发展重点。目(mu)前(qian),针(zhen)对提高(gao)电(dian)子器(qi)件(jian)及设备导热(re)性能,可(ke)以采用导热(re)硅脂等热界面材料,以及向基体(ti)材料(liao)中添加具有高热导率的导热(re)填料,来提高散(san)热效率,且其(qi)应用较为(wei)广泛。另外可以将金刚石、石墨烯(xi)、碳纳(na)米管作为(wei)增强相来制造复合材料,虽然其(qi)热导(dao)率最高可达600 W/(m·K),但其制备工艺复杂,制作成本较高,因此实际应用较为困难

另外,也有(you)一些(xie)企业推(tui)出导热涂层的方(fang)案,即在器件(jian)及设备的(de)(de)(de)(de)外表(biao)面喷涂一(yi)层(ceng)高热(re)(re)导(dao)率、长期服役的(de)(de)(de)(de)高导(dao)热(re)(re)涂层(ceng),热(re)(re)量(liang)会先以传导(dao)散热(re)(re)的(de)(de)(de)(de)方(fang)式到达涂层(ceng)表(biao)面,依(yi)靠涂层(ceng)的(de)(de)(de)(de)导(dao)热(re)(re)、辐射的(de)(de)(de)(de)共同作用,快速散失热(re)(re)量(liang),使物体表(biao)面和内(nei)部温度(du)下降,最(zui)终(zhong)实现降温散热(re)(re)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)

高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

导热(re)涂(tu)层的分类及性能特点

目前,导热涂层根据(ju)制备方法和材料体(ti)(ti)系,分(fen)为三大(da)类。

第一类包括以(yi)喷涂技术制备的金属基(ji)纯铜涂层、金属基(ji)金刚石/铜复合涂层、金属基纳米氧化铝-4%碳纳米管复合涂层、金属基石墨烯复合涂层。制备导热涂层的喷涂技术主要包括冷喷涂、超音速等离子喷涂和热喷涂技术。

高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

热喷(pen)涂技术

第二类是以磁(ci)控溅射技术制备的金属基(ji)单(dan)层(ceng)、复合SiC涂层以及Si基表面沉积的AlN涂层、DLC涂层。磁控溅射技术制备导热涂层时,通过调整涂层沉积温度、涂层厚度及优化界面结构等方式,可提高涂层的热导率,进而提高导热性能。

高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

磁控溅(jian)射技(ji)术

第(di)三类是在(zai)非金属基硅脂(zhi)、有机树脂(zhi)中添加(jia)氧(yang)化铝二(er)氧化硅氮化硅、氮化铝、氮化硼颗(ke)粒(li)为(wei)填料制备的导热(re)涂(tu)层。这主要是因为(wei)颗(ke)粒(li)具有较(jiao)高(gao)的热(re)导率,可以更好地提高(gao)涂(tu)层的热(re)导率。

在(zai)器(qi)件或(huo)设备表面涂覆导热涂层,通常需(xu)要(yao)发挥如下(xia)作用(yong):

1)高导热(re)率涂(tu)(tu)层(ceng)的导(dao)热(re)能(neng)力主(zhu)要由热(re)导(dao)率决定,在基体(ti)(ti)表面沉积一层(ceng)具有(you)高热(re)导(dao)率的涂(tu)(tu)层(ceng),可以提高器件或设(she)备的导(dao)热(re)性能(neng)

2)抗腐蚀性。导热涂层(ceng)涂覆在(zai)设(she)备(bei)外(wai)表面,在(zai)使(shi)用过(guo)程中会被腐蚀,严重影响(xiang)设(she)备(bei)的使(shi)用寿(shou)命。因此,为(wei)了减小(xiao)腐蚀带来的影响(xiang),导热涂层(ceng)应(ying)具备(bei)抗腐蚀性;

3)表面结合强(qiang)度良好。在实际(ji)使用(yong)过程(cheng)中,涂层可能会因为震(zhen)动、磨(mo)损等使用(yong)环境,发生开裂(lie)和剥落,进而影响设备或器件的(de)(de)导热(re)能力,最(zui)终影响设备的(de)(de)正常运转,因此导热(re)涂层需要(yao)具备结合强度高的(de)(de)特点。

导(dao)热涂(tu)层制备技术

一、冷(leng)喷涂(tu)技术(shu)

冷喷(pen)(pen)涂(tu)是一种金属(shu)喷(pen)(pen)涂(tu)工艺(yi),但是它(ta)不同于传统热(re)喷(pen)(pen)涂(tu),它(ta)不需(xu)要将喷(pen)(pen)涂(tu)的(de)金属(shu)粒(li)子融化,所(suo)以喷(pen)(pen)涂(tu)基体表面(mian)产生的(de)温度较低,通常(chang)不会超过150。由(you)于喷(pen)涂(tu)温度较(jiao)低,发(fa)生相(xiang)变的驱动力较(jiao)小(xiao),固(gu)体粒子晶粒不易长(zhang)大,氧化现象很难(nan)发(fa)生。因而(er)适合(he)于喷(pen)涂(tu)温度敏(min)(min)感材料(liao)(liao)如纳米相(xiang)材料(liao)(liao)、非晶材料(liao)(liao)、氧敏(min)(min)感材料(liao)(liao)(如铜(tong)、钛等(deng)(deng))、相(xiang)变敏(min)(min)感材料(liao)(liao)(如碳化物等(deng)(deng))

冷喷(pen)涂技(ji)术具有喷涂(tu)温度低、涂(tu)层孔隙率低、涂(tu)层致密度高等特点,用其(qi)制备高导(dao)热(re)(re)涂层(ceng)可以实现高热(re)(re)导(dao)率。这是因为(wei)空气(qi)是热(re)(re)的(de)不良导(dao)体,其(qi)在(zai)封闭(bi)状态下(xia)的(de)热(re)(re)导(dao)率只有 0.023 W/(m·K),所以降低涂层的孔隙率,提高致密度有(you)利于实现高热导率。

目前主要以铝合金为基体(ti),喷(pen)涂纯(chun)铜粉(fen)末及铜复合(he)粉(fen)末制备高(gao)导热涂层。

研究表明,通常厚涂层的热(re)导率(lv)比(bi)薄涂层的热(re)导率(lv)高(gao),将涂层进行退(tui)火(huo)处(chu)理后,涂层的孔隙率(lv)进一步(bu)降低,致密(mi)度进一步(bu)提高(gao),随(sui)着退(tui)火(huo)温(wen)度的升高(gao),热(re)导率(lv)也会相应的增加。

 高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

冷喷涂厚薄Cu涂层致密度对比

二、热喷涂技术(shu)

制备高导(dao)热涂(tu)层的热喷(pen)涂(tu)技(ji)(ji)术(shu),主(zhu)要有等(deng)离子喷(pen)涂(tu)技(ji)(ji)术(shu)、超音速(su)火焰喷(pen)涂(tu)技(ji)(ji)术(shu)及爆炸喷(pen)涂(tu)技(ji)(ji)术(shu)。热(re)喷涂基(ji)体(ti)材(cai)料不(bu)受限(xian)制,可以(yi)是金属和非金属,也能在(zai)各(ge)种各(ge)样基(ji)体(ti)材(cai)料上实现喷涂,操作流(liu)程较简(jian)便,但由于(yu)热喷涂涂层有着特(te)殊的层状结构和若干微小(xiao)气孔,涂层与底材的结合通常是机械方式,其结合强度较低。在许多情况下,热喷涂可以造成相变、一部分元素的分解和挥发以及一部分元素的氧化。

高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

热喷涂技(ji)术原理

目前喷涂粉(fen)末主要(yao)有铜粉(fen)、钨/铜混合粉末、金刚石/铜混合粉末、氧化铝粉末、氧化铝/碳纳米管混合粉末等,采用不同质量分数的混合粉末制备涂层会导致涂层的热导率不同。

值(zhi)得一提的是,热喷(pen)涂技(ji)术将喷(pen)涂粉末加热至熔化或(huo)半熔化的状态,在(zai)喷涂(tu)(tu)过程中会产(chan)生(sheng)应(ying)(ying)力(主(zhu)要是热应(ying)(ying)力和压应(ying)(ying)力)。喷涂(tu)(tu)温度较高(gao),导致(zhi)(zhi)热应(ying)(ying)力产(chan)生(sheng),且粉末撞击基体(ti)表面产(chan)生(sheng)压应(ying)(ying)力,在(zai)热应(ying)(ying)力和压应(ying)(ying)力的(de)共同(tong)作(zuo)用下,会造成涂(tu)(tu)层物相的(de)转变,导致(zhi)(zhi)整体(ti)热导率的(de)降(jiang)低。

此(ci)外,不同(tong)粉(fen)末(mo)的制(zhi)备(bei)方法也会影(ying)响涂(tu)层的热导率,因(yin)此(ci)通过热喷(pen)涂(tu)技术,选(xuan)取(qu)高(gao)导热(re)率、熔(rong)点高(gao)的粉末来制备高导热涂(tu)层(ceng),会(hui)取得更好的散热性能。

高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

气雾法与球(qiu)磨(mo)法制备粉末的涂层性能对比

三、磁控溅射技术

磁控溅(jian)射是物(wu)理气(qi)相沉积(ji)(Physical Vapor Deposition,PVD)的一种。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料,且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点,后来更是实(shi)现了高速、低温、低损伤。磁控(kong)溅射(she)能精准控(kong)制膜(mo)层厚度,既可(ke)以沉积金(jin)(jin)属膜(mo)层,也(ye)可(ke)以沉积非金(jin)(jin)属膜(mo)层、化合物膜(mo)层,只是通常气体离化率(lv)较(jiao)低,溅射率需要(yao)提高

目前主要(yao)通(tong)过非(fei)平衡磁控溅(jian)射(she)(she)、真空磁控溅(jian)射(she)(she)、直(zhi)流磁控溅(jian)射(she)(she)、高(gao)能脉冲磁控溅(jian)射(she)(she)及(ji)射(she)(she)频磁控溅(jian)射(she)(she)等磁控溅(jian)射(she)(she)技术(shu)沉积AlN、Ge、SiC薄膜,制备高导热涂层。

对于(yu)磁(ci)控溅射技术制备(bei)高(gao)(gao)导(dao)热(re)涂(tu)层(ceng)(ceng),沉积(ji)温(wen)度(du)越(yue)高(gao)(gao),则涂(tu)层(ceng)(ceng)致密度(du)越(yue)高(gao)(gao),从而(er)提高(gao)(gao)涂(tu)层(ceng)(ceng)的(de)整体热(re)导(dao)率(lv)。此(ci)外,涂(tu)层(ceng)(ceng)厚度(du)对热(re)导(dao)率(lv)的(de)影响也很大,随着涂(tu)层(ceng)(ceng)厚度(du)的(de)增(zeng)加(jia),热(re)导(dao)率(lv)提高(gao)(gao),但热(re)导(dao)率(lv)不会(hui)随着涂(tu)层(ceng)(ceng)厚度(du)一(yi)直增(zeng)加(jia)。并且在(zai)制备过程中,涂(tu)层材料的(de)结构对涂(tu)层的(de)热(re)导率也(ye)有一定的(de)影响,通常晶体(ti)结构的(de)热导率(lv)高于非(fei)晶体(ti)的(de)热导率(lv)。

高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

磁控溅射(she)制备涂(tu)层的原理图

四、涂料技术

对于涂(tu)料(liao)技术制备高导热(re)涂(tu)层,对热(re)导率影响最(zui)大的(de)(de)(de)因(yin)素是填料(liao)本身的(de)(de)(de)热(re)导率及(ji)填料(liao)的(de)(de)(de)级配(pei)。通过添加(jia)具有高热(re)导率的(de)(de)(de)填料(liao)及(ji)调节混合填料(liao)之(zhi)间的(de)(de)(de)级配(pei),可以有效地(di)提高涂(tu)料(liao)涂(tu)覆后涂(tu)层整体的(de)(de)(de)热(re)导率

高导热涂层也是一种加强电子器件散热的绝佳方式

但涂料(liao)(liao)技术制备导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)涂层的(de)热(re)(re)导(dao)(dao)(dao)率并(bing)不(bu)是特别的(de)高,这可能是由于本身基(ji)(ji)体(ti)(ti)的(de)热(re)(re)导(dao)(dao)(dao)率很低,添加具有高导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)填(tian)料(liao)(liao)后,填(tian)料(liao)(liao)不(bu)能均匀(yun)地分(fen)布在基(ji)(ji)体(ti)(ti)中,不(bu)能形(xing)成(cheng)(cheng)完整的(de)导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)通(tong)(tong)路(lu)(lu),降低涂层整体(ti)(ti)的(de)热(re)(re)导(dao)(dao)(dao)率。理想的(de)制备高导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)涂层的(de)涂料(liao)(liao)技术应(ying)选取(qu)高导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)颗粒(li),并(bing)能在基(ji)(ji)体(ti)(ti)中分(fen)布均匀(yun),通(tong)(tong)过一定的(de)排(pai)布方式在基(ji)(ji)体(ti)(ti)中形(xing)成(cheng)(cheng)完整的(de)导(dao)(dao)(dao)热(re)(re)通(tong)(tong)路(lu)(lu)。


总结(jie)

通过对(dui)比(bi)四种制(zhi)备导热涂(tu)层的(de)(de)方法可以(yi)发现,基(ji)于冷喷(pen)涂(tu)技术特点(dian)制(zhi)备的(de)(de)导热涂(tu)层具(ju)有优异(yi)的(de)(de)导热性(xing)能(neng),且喷涂温度低,具备一定的生产优势。但(dan)目前对(dui)于冷喷涂(tu)技(ji)术(shu)制备高(gao)导(dao)涂(tu)层(ceng)主要以(yi)喷涂(tu)铜粉(fen)为主,想要在电子(zi)电器设备中(zhong)使用(yong),电绝缘性还不能满足要求(qiu)

为了满(man)足小型(xing)化、微型(xing)化电子设备(bei)及电子电路(lu)的(de)散热(re)(re)(re)(re)需(xu)求,基于冷(leng)喷(pen)(pen)涂(tu)(tu)制备(bei)高(gao)(gao)热(re)(re)(re)(re)导(dao)率(lv)且绝缘(yuan)性良好的(de)导(dao)热(re)(re)(re)(re)涂(tu)(tu)层(ceng)(ceng),可以采取分层(ceng)(ceng)技术制备(bei)复合(he)涂(tu)(tu)层(ceng)(ceng),在基体表面先喷(pen)(pen)涂(tu)(tu)一层(ceng)(ceng)绝缘(yuan)的(de)粉(fen)末,再喷(pen)(pen)涂(tu)(tu)具有高(gao)(gao)热(re)(re)(re)(re)导(dao)率(lv)的(de)粉(fen)末;或者是采用绝缘(yuan)颗粒包裹铜粉(fen),制备(bei)具有绝缘(yuan)、高(gao)(gao)导(dao)热(re)(re)(re)(re)、耐(nai)腐(fu)蚀、结合(he)强度高(gao)(gao)的(de)高(gao)(gao)导(dao)热(re)(re)(re)(re)涂(tu)(tu)层(ceng)(ceng)。这将突破目前高(gao)(gao)导(dao)热(re)(re)(re)(re)涂(tu)(tu)层(ceng)(ceng)的(de)应用限(xian)制,实现高(gao)(gao)导(dao)热(re)(re)(re)(re)涂(tu)(tu)层(ceng)(ceng)的(de)进一步发展。


参考来(lai)源(yuan):

高导热涂层制(zhi)备及其性(xing)能(neng)研究(jiu)进(jin)展林(lin)宁李(li)伟青康嘉杰秦文波岳文佘丁顺王成彪(biao)1.中(zhong)国地(di)(di)质大(da)学(xue)(北京(jing))工程技术学(xue)院;2.中(zhong)国地(di)(di)质大(da)学(xue)(北京(jing)) 郑州研究(jiu)院;3.中(zhong)国地(di)(di)质科学(xue)院郑州矿(kuang)产综合利(li)用研(yan)究所)。

粉体(ti)圈 小吉

版权声明:  

本(ben)文为粉(fen)体(ti)圈原创作品,未经许可,不得转(zhuan)载(zai),也(ye)不得歪曲、篡改或(huo)复制本(ben)文内容,否(fou)则本(ben)公(gong)司将依法追究法律(lv)责(ze)任。