Electroneg: Ceisiadau o Ffilmiau Graffîn Thermol

Mae pob cenhedlaeth newydd o gynhyrchion electronig yn integreiddio dimensiynau llai gyda galluoedd technegol uwch. Mae hyn yn arwain at gynhyrchu gwres na ellir ei osgoi oherwydd bod ymwrthedd trydanol y cynhyrchion yn canolbwyntio ar ardaloedd llai a llai. Os nad yw gwres yn cael ei reoli'n effeithlon, gall y mannau hyn fynd yn fwyfwy poeth.

Nid yw deunyddiau gwasgaru gwres a ddefnyddiwyd gynt, megis metelau fel copr ynghyd â llif aer clyfar neu hyd yn oed systemau oeri dŵr, mor hawdd eu defnyddio oherwydd dimensiynau bach cynhyrchion electronig.

Mae ymchwilwyr wedi gwerthuso amrywiaeth o ddeunyddiau sy'n seiliedig ar garbon i ddatrys yr her hon. Y mae gan ddeunyddiau graffit safonol dargludedd thermol sylweddol is o 117 W/mK i 165 W/mK o'i gymharu â copr ar 350 W/mK i 400 W/mK.Graffînneu ddiemwnt yn arddangos dargludedd thermol sylweddol uwch, sy'n uwch nag unrhyw ddeunydd arall a ddefnyddir.

Nid yw diemwnt yn hyblyg ac mae'n anodd iawn, sy'n ei gwneud yn anodd gwneud cais am gydrannau cynhyrchu gwres fel y cyflenwad pŵer, micro-reolwr, cylchedau integredig ac eraill. I'r gwrthwyneb, mae graffin yn hyblyg iawn, sy'n ei gwneud yn syml i fod yn berthnasol i wahanol elfennau'r cynnyrch electronig.

1. Strwythur Graffîn a Dargludedd Thermol

Mae Graphene yn cynnwys strwythur hecsagon, dau ddimensiwn a sefydlwyd ar sp carbon-carbon2-orbitau hybrid. Mewn enghraifft optimaidd, mae hyn hefyd yn creu delin grisial fawr. Yn y math hwn o adeiladu, mae llwybr di-dâl cyfartalog ffonons tua 775 nm yn uwch o'i gymharu â graffit gyda dargludedd thermol uchel.

Gall dargludedd thermol graffin o ganlyniad i'r cyfansoddiad hwn gyrraedd hyd at 2500 W/mK. Dirgryniad y delin grisial yw prif achos dargludiad gwres graffeg. Mae modiwleiddio cytgord wedi'i gysoni o'r strwythur grisial gyda dirgryniad y ffonon yn arwain at wres yn cael ei gynnal y tu allan i'r strwythur.

Ynghyd â hyn, gall yr electronau symud yn rhydd oherwydd y sp2-orbitau hybrid. Bydd y math hwn o adeiladu ar dymheredd ystafell yn achosi i'r electronau gael cyflymder sy'n 1/300 o gyflymder y golau, yn sylweddol uwch nag mewn cyfluniadau sydd heb y sbin2-orbitau hybrid.

Yn y sp hyn2-orbitau hybrid, gall symudedd electron gyrraedd hyd at 15000 cm2/Vs, yn fwy na symudedd electron ym mhob metel ar dymheredd ystafell.

I gloi, mae graffin yn arddangos dargludedd thermol sylweddol uchel oherwydd y rhyngweithio rhwng electronau a ffononau.

2. Paratoi Ffilm Thermal Graffin

Mae'r technegau paratoi ar gyfer ffilm thermol graffin yn aml yn cynnwys cotiau sbin, hidlo gwactod a chwistrellu. Mae trwch y ffilm graffîn a grëwyd gan y dechneg hidlo gwactod yn gymharol denau ac mae'n heriol ei defnyddio'n annibynnol ym maes dargludiad gwres.

Mae'r dechneg chwistrellu yn cynhyrchu ffilm graffîn gyda dwysedd isel ac unffurfiaeth wael. Mae'r dechneg cotiau sbin yn darparu defnydd hyd yn oed o'r hydoddiant graffeg (sy'n ocsideiddio) i'r is-set. Mae toddyddion yr ateb graffeg (sy'n ocsideiddio) yn cael ei wagio ar dymheredd penodol i gynhyrchu'r ffilm a ddymunir.

Mae'r dechneg cotiau sbin yn creuffilm graffînag unffurfiaeth uchel ac mae'n briodol ar gyfer cynhyrchu ar raddfa fawr. Mae Ffigur 1 yn manylu ar gamau paratoi ffilm thermol graffîn safonol.

Typical preparation for the production of thermal dissipation films.

Ffigur 1.Paratoi nodweddiadol ar gyfer cynhyrchu ffilmiau gwasgariad thermol. Credyd Delwedd: Y Chweched Elfen (Changzhou) Technoleg Deunyddiau Co,Ltd.

3. Cymhwyso Ffilm Thermol Graffîn

Mae'r Chweched Elfen (Changzhou) Materials Technology Co Ltd. yn un o brif wneuthurwr ocsid graffeg is, ocsidiau graffin a graffîn o ansawdd uchel.

Y Chweched Elfen (Changzhou) Materials Technology Co Ltd. cyflenwi ocsidiau graffin sy'n addas iawn ar gyfer cynhyrchu ffilmiau sy'n chwalu gwres yn seiliedig ar graffîn.

Er mwyn sefydlu gweithgynhyrchu ffilmiau gwasgaru gwres yn seiliedig ar graffîn, sefydlwyd Changzhou Fuxi Technology Co Ltd. yn 2014 drwy gydweithrediad rhwng The Sixth Element (Changzhou) Materials Technology Co Ltd. a Jiangsu Warwick Century Electronics Group Co Ltd.

Gweithiodd y Chweched Elfen (Changzhou) a Changzhou Fuxi Technology gyda'i gilydd i gynhyrchu ffilm graffin dargludol thermol sy'n canolbwyntio'n fawr gyda dargludedd thermol yn y planhigyn rhwng 1000 W/mK a 1500 W/mK, sy'n dibynnu ar drwch.

Gellir cynhyrchu'r ffilm mewn trwch rhwng 30 μm a 400 μm. Un o fanteision allweddol y ffilm yw y gall gynnal dargludedd thermol tra'n cael ei blygu gan 180° yn fwy na 105Amseroedd.

 Thermal conductive graphene film – ready for die-cutting.

Ffigur 2.Ffilm graffin dargludol thermol – yn barod ar gyfer marw-dorri. Credyd Delwedd: Y Chweched Elfen (Changzhou) Technoleg Deunyddiau Co,Ltd.

Denwyd gweithgynhyrchwyr ffonau clyfar blaenllaw i hynffilm dargludol thermol sy'n seiliedig ar graffîn. Huawei oedd y cynhyrchydd cyntaf i fabwysiadu'r ffilm yn 2018, gan ddefnyddio'r math hwn o dechnoleg yn ei hamrywiaeth o ffonau clyfar Mate20.

Dangosodd Huawei, o'i gymharu â systemau oeri a ddefnyddir yn eang, fod y tymheredd gwaith ar bŵer llawn yn cael ei leihau'n sylweddol. Parhaodd Huawei i ddefnyddio'r dechnoleg yn y cenedlaethau ffôn clyfar dilynol, er enghraifft, y gyfres Mate30pro, Mate30, MateP40 a mwy. Ynghyd â hyn, cyflogir y dechnoleg hefyd yn y tabled Matepad Pro 5G o Huawei.

Mae Changzhou Fuxi Technology a'r Chweched Elfen (Changzhou) yn parhau i fuddsoddi mewn galluoedd cynhyrchu ychwanegol i ateb y galw cynyddol.

Ynghyd â ffonau clyfar, gellid defnyddio'r deunydd hwn o bosibl mewn cymwysiadau fel sgriniau plygu, dyfeisiau gwisgadwy a chynhyrchion defnyddwyr tebyg sy'n integreiddio pŵer prosesu uchel â dimensiynau bach (trwch yn bennaf).

Mae'r wybodaeth hon wedi'i defnyddio, ei hadolygu a'i haddasu o ddeunyddiau a ddarparwyd gan y Chweched Elfen (Changzhou) Technoleg Deunyddiau Co.,Ltd.

I gael rhagor o wybodaeth am y ffynhonnell hon, ewch iY Chweched Elfen (Changzhou) Technoleg Deunyddiau Co,Ltd.