2011年3月1
佐治亚理工学院研究所(得到)研究人员正在开发一种固体复合材料来帮助酷小,强大的微电子用于防御系统。
材料,由银和钻石,承诺异常程度的导热材料相比,目前用于该应用程序。欧洲杯足球竞彩
钻石材料欧洲杯足球竞彩
这项研究的重点在于生产silver-diamond热前所未有的薄垫片- 250微米或更少。银比钻石垫片的材料可以根据允许保税热膨胀应力较低到大功率宽禁带半导体计划在下一代相控阵雷达。
热垫片需要将热量从这些大功率半导体和转移它的散热设备如鱼翅、粉丝或热管。由于半导体工作在非常狭小的操作空间,这是必要的垫片是由高导热系数材料,包成一个小的结构。
钻石提供大量的热导率,而银暂停金刚石颗粒在复合和有助于比铜高导热系数是25%。欧洲杯猜球平台到目前为止,测试表明,silver-diamond复合在两个关键领域表现非常好,热导率和热膨胀。
我们已经观察到明显的性能优势,估计温度降低从285摄氏度到181摄氏度——使用材料50%的钻石在250微米的垫片,”杰森•纳德勒说,得到研究工程师,目前正领导这个项目。
研究人员正在接近钻石比例可高达85%,垫片小于250微米的厚度。这些钻石的增加百分比收益率甚至更好的性能在原型测试结果。
纳德勒说,这部小说silver-diamond方法复合材料拥有明确的技术转让的承诺。目前没有材料提供了这种组合的性能和瘦。
自然热导体
钻石是最导热天然材料,评级的大约2000瓦每米开尔芬,这是一种热效率的措施。银,这是最导热金属,具有显著降低评级——400瓦每米K。
纳德勒解释说,添加银是必要的:
- 债券松散的钻石颗粒进入一个稳定的矩阵;欧洲杯猜球平台
- 允许精确的切割材料的精确大小的表单组件;
- 热膨胀匹配的半导体器件冷却;
- 创建一个更热有效接口之间的钻石。
纳德勒和他的团队使用钻石颗粒,像沙粒,可以被塑造成一个平面的形式。欧洲杯猜球平台
问题是,sand-like材料不团结。银的矩阵——柔软、韧性和——需要保持钻石颗粒粘在一起,实现一个健壮的复合材料。欧洲杯猜球平台
此外,由于韧性银矩阵完全围绕着钻石颗粒,它支持削减复合表单组件所需的精确尺寸像热垫片。欧洲杯猜球平台和银允许这些组件债券容易其他表面,如半导体。
裁剪热膨胀
任何材料升温,以自己的个人速度扩张,这一行为被称作其热膨胀系数(CTE)。
当结构用不同的材料做的,如宽禁带半导体和热垫片连接,它是至关重要的,他们欧洲杯足球竞彩的热膨胀系数是相同的。保税材料,扩大欧洲杯足球竞彩以不同的速率不同。
钻石具有极低的热膨胀系数/一百万分之二开尔文(ppm / K)。但材料用于制造宽欧洲杯足球竞彩禁带半导体,如碳化硅、氮化镓- ct更高,一般在3到5 ppm / K。
通过添加适当比例的银,CTE约20 ppm / K,得到团队可以定制silver-diamond复合半导体材料以同样的速度扩大。通过匹配,热膨胀率在加热和冷却时,两种材料的研究人员已经启用维持一个强大的债券。欧洲杯足球竞彩
与金属传热通过移动电子,钻石导热通过声子的振动波数据包穿越水晶和其他材料。欧洲杯足球竞彩引入银diamond-particle之间接口帮助声子从粒子粒子和支持热效率。
“这是一个挑战,利用金刚石颗粒填充空间平面与效率高、稳定,”纳德勒说欧洲杯猜球平台。“近年来,我们建立了图像分析和其他工具,让我们执行结构形态分析的材料我们已经创建了。这些数据帮助我们理解复合内到底发生了什么——包括diamond-particle大小是如何分布和银如何围绕着钻石。”
剩余的障碍包括需要超越的性能测试的深入分析silver-diamond材料的功能。纳德勒的目的是解释基本的复合材料的热导率的角度来看,而不是单纯依赖性能结果。欧洲杯足球竞彩
热垫片的极小的体积,使得这种深入测试困难,因为现有的测试方法需要大量的材料。然而,纳德勒和他的团队正在评估一些持有承诺详细的导热系数分析的实验技术。
来源:http://www.gatech.edu/