Gydag iteriad cyflym pŵer cyfrifiadurol AI a heriau afradu gwres cynyddol mewn-sglodion pen uchel, mae diemwnt dargludedd thermol ultra- yn dod i'r amlwg fel deunydd lled-ddargludyddion addawol. Mae dargludedd thermol eithriadol Diamond yn deillio o'i ficrostrwythur unigryw, gan ddibynnu'n bennaf ar ddirgryniadau dellt ar gyfer trosglwyddo gwres. Mae'r bondiau C-C hynod o gryf rhwng atomau carbon, ynghyd â'r màs atomig bach o garbon, yn cyfyngu atomau i ddirgryniadau yn agos at y lleiafswm ynni posibl-gan gynysgaeddu diemwnt â dargludedd thermol hynod o uchel. Yn y cyfamser, mae'r holl electronau falens mewn diemwnt yn cymryd rhan mewn bondio ac ni allant symud yn rhydd, gan roi inswleiddiad trydanol rhagorol iddo. Mae'r nodwedd ddeuol hon o "dargludedd thermol uchel + inswleiddio" yn ehangu cwmpas ei gais ymhellach.
Powdrau diemwnt graddfa micron{0}} neu nanomedr-, a nodweddir gan ddosbarthiad maint gronynnau crynodedig, morffoleg wedi'i ddiffinio'n dda, purdeb uchel, ychydig o ddiffygion mewnol, a dargludedd thermol hynod o uchel, gellir eu hymgorffori mewn deunyddiau matrics metel i'w defnyddio fel sinciau gwres, gwres - sy'n lledaenu i ryngwynebau thermol, ac ati. Maent hefyd yn gwasanaethu fel rhyngwynebau thermol, ac ati. saim, gludyddion thermol, a phadiau thermol.
Paratoi Micropowdwr Diemwnt
Ar hyn o bryd, y prif ddull diwydiannol ar gyfer cynhyrchu micropowdrau diemwnt yw'r llwybr gwasgu uchel sefydlog (HPHT)-pwysedd: mae gronynnau diemwnt crisial sengl bras, wedi'u syntheseiddio trwy HPHT, yn cael eu defnyddio fel porthiant, sydd wedyn yn destun prosesau mathru, puro a dosbarthu.
(1) Synthesis diemwnt- Mae'r dull HPHT fel arfer yn gweithredu ar dymheredd uchel (1300-1700 gradd) a phwysau uchel (5-7 GPa), gan ddefnyddio powdr graffit a phowdrau catalydd metel fel prif ddeunyddiau crai. O dan weithred y catalydd, mae'r ffynhonnell carbon (graffit) yn cael ei drawsnewid yn ddiamwnt.
(2) Malu a siapio- Mae'r prosesau malu a siapio yn effeithio'n uniongyrchol ar siâp gronynnau a chynnyrch meintiau gronynnau targed. Yn gyffredinol, cyflawnir lleihau porthiant bras i feintiau micron neu submicron trwy ddau ddull sylfaenol: effaith fecanyddol a melino jet.
(3) Dosbarthiad- Mae dosbarthiad maint gronynnau yn gam hanfodol mewn cynhyrchu micropowdr diemwnt, gan ddylanwadu ar effeithlonrwydd cynhyrchu ac ansawdd y cynnyrch. Ar hyn o bryd mae llawer o weithgynhyrchwyr yn cyfuno gwaddodiad naturiol a centrifugio i gynhyrchu micropowdrau ystod lawn o raddau mân i raddau bras.
Cais Thermol 1: Y Llenwr Dargludol Thermol Gorau posibl
Mae llenwyr diemwnt yn cael eu gwasgaru mewn matricsau polymer (ee, siliconau, resinau epocsi) i ffurfio cyfansoddion, sy'n llenwi bylchau microsgopig rhwng cydrannau cynhyrchu gwres a sinciau gwres, yn lleihau ymwrthedd thermol cyswllt, ac yn sefydlu rhwydweithiau dargludiad gwres parhaus i wasgaru gwres cronedig yn gyflym. Fel y deunydd crai craidd mewn TIMs fel saim thermol, padiau, a amgaeadau, mae powdr diemwnt yn pennu'n uniongyrchol effeithlonrwydd a sefydlogrwydd y system rheoli thermol.
Cymhwysiad Thermol 2: Perfformiad Uchel-Cyfansoddion Diemwnt/Metel
Gan ddefnyddio dargludedd thermol uchel diemwnt, cyfernod ehangu thermol isel, a dwysedd isel, mae ymchwilwyr wrthi'n datblygu cyfansoddion matrics metel wedi'u hatgyfnerthu â gronynnau diemwnt ar gyfer cymwysiadau dargludedd thermol uchel. Mae priodweddau thermoffisegol eithriadol cyfansoddion diemwnt / metel yn eu gwneud yn addawol iawn ar gyfer pecynnu electronig. Mae ymchwil gyfredol yn canolbwyntio'n bennaf ar ddulliau saernïo fel meteleg powdr ac ymdreiddiad hylif. Mae cyfansoddion diemwnt/alwminiwm wedi'u prosesu'n gonfensiynol yn cyflawni dargludedd thermol o 250–600 W/(m·K), tra gall cyfansoddion diemwnt/copr gyrraedd 420–900 W/(m·K).
Powdr diemwnt yw'r deunydd crai allweddol sy'n pennu terfyn uchaf dargludedd thermol cyfansawdd; mae ei ansawdd, maint gronynnau, a morffoleg grisial yn effeithio'n uniongyrchol ar berfformiad y cynnyrch terfynol. Yn yr un modd, mae cydnawsedd rhyng-wynebol gwael rhwng matricsau diemwnt a metel-sy'n arwain at wasgaru ffonon difrifol ar ryngwynebau-yn cyfyngu ar ddargludedd thermol cyfansawdd. Gellir lliniaru hyn trwy optimeiddio prosesau saernïo, addasu garwedd arwyneb a chyflwr cemegol gronynnau diemwnt i wella bondio rhyngwynebol, neu gyflwyno haenau pontio rhyngwyneb trwy aloi matrics neu feteleiddio arwyneb gronynnau diemwnt.
Gyda sylfaen ddiwydiannol gadarn a chyfleoedd marchnad helaeth, mae nifer o fentrau domestig yn cyflymu ymchwil a datblygu a diwydiannu deunyddiau rheoli thermol cyfansawdd sy'n seiliedig ar ddiemwntau.