Топ-10 теплопроводящих материалов

Введение

В современной технике теплопроводность необходима для управления теплом в устройствах и механизмах. Материалы с высокой теплопроводностьюэффективно передают тепло, повышая производительность и надежность. Ниже представлен рейтинг десяти известных материалов, начиная с самых теплопроводных.

1. Графен (в плоскости) (~5000 Вт/м-К, 3000°C)

Возглавляет список графен, представляющий собой одну молекулу атомов углерода. Благодаря своей непревзойденной теплопроводности в плоскости он хорошо подходит для микрочипов, гибкой электроники и пробных тепловых систем. Находясь на стадии исследований, графен может стать движущей силой для революционных улучшений в высокопроизводительной электронике.

2. Алмаз (~2200 Вт/м-К, 2000°C)

Алмаз обеспечивает превосходную теплопроводность и твердость. Алмаз используется в высокопроизводительных режущих инструментах, лазерных теплораспределителях и аэрокосмических радиаторах, где требуется высокая надежность работы в жестких условиях.

3. Серебро (~430 Вт/м-К)

Серебро - лучший металлический теплопроводник. Используемое в печатных платах, термопастах и теплообменниках, серебро хорошо отводит тепло от электроники, но дорого стоит для крупномасштабных тепловых применений.

4. Графит (в плоскости) (~400 Вт/м-К, 150°C)

Графит обладает превосходной внутриплоскостной проводимостью при меньшей стоимости алмаза или серебра. Плоскостная структура графита хорошо распределяет тепло в батареях, смазочных материалах и электронных теплораспределителях.

5. Гексагональный нитрид бора (h-BN, в плоскости) (~400 Вт/м-К, 250°C)

h-BN необычен тем, что обладает высокой теплопроводностью, а также электроизоляцией. Он используется в высокотемпературной изоляции, системах жидкостного охлаждения и упаковке полупроводников.

6. Медь (~400 Вт/м-К)

Медь представляет собой баланс между ценой и производительностью. Используется в электропроводке, водопроводе и системах охлаждения и является тепловым проводником общего назначения, применяемым в электрических и механических целях.

7. Композиты серебро-алмаз (~1000 Вт/м-К, 600°C)

Композит из серебра и алмаза готовится инженерами для достижения высокой проводимости и высокотемпературной работы. Он используется в аэрокосмической электронике и оборонных системах, где необходимы не только свойства металла, но и алмаза.

8. Карбид кремния (SiC) (~270 Вт/м-К, 120°C)

SiC ценится за устойчивость к нагрузкам и теплопроводность. Он используется в мощной электронике, керамических компонентах и системах, требующих жаропрочности и долговечности.

9. Алюминий (~205 Вт/м-К)

Алюминий устойчив к коррозии, легок и прост в производстве. Используется в автомобилях, радиаторах и бытовой электронике и обеспечивает соответствующую теплопроводность в тех случаях, когда вес является важным фактором.

10. Нитрид алюминия (AlN) (~180 Вт/м-К, 140°C)

AlN обладает высочайшей теплопроводностью и электроизоляцией, что делает его подходящим для микроэлектроники, высокочастотных схем и тонкослойного терморегулирования.

Сводная таблица

За более конкретными данными и технической поддержкой обращайтесь в Stanford Advanced Materials (SAM).

Заключение

От революционной проводимости графена в плоскости до сочетания изоляции и теплопроводности нитрида алюминия - эти материалы отвечают широкому спектру технических требований. Выбор подходящего материала зависит от температурного диапазона, электрических свойств, стоимости и конкретных требований к производительности.

Часто задаваемые вопросы

F: Почему материал обладает теплопроводностью?

В: Атомные связи и структура влияют на способность материала проводить тепло.

F: Как высокая теплопроводность используется в электронике?

В: Она помогает отводить избыточное тепло, защищает компоненты и поддерживает работу устройства.

F: Используются ли эти материалы в экстремальных температурных условиях?

В: Да, многие из них отлично работают даже при высоких температурах, обеспечивая надежность в сложных условиях.