乔治亚理工学院（GTRI）的研究人员正在开发一种固体复合材料，以帮助冷却国防系统中使用的小型、功能强大的微电子器件。该材料由银和钻石组成，与目前用于该应用的材料相比，具有优异的导热性。欧洲杯足球竞彩
这项研究的重点是生产一种前所未有的薄(250微米或更薄)的银金刚石热垫片。材料中银与金刚石的比例可以进行调整，以使垫片以低热膨胀应力与下一代相控阵雷达计划中的高功率宽带隙半导体结合。
需要热垫片以从这些高功率半导体中拉热并将其转移到散热散热装置，例如翅片，风扇或热管。由于半导体在非常狭窄的操作空间中工作，因此垫片必须由覆盖高导热率的材料制成。
金刚石提供了大部分的导热性，而银悬浮的金刚石颗粒在复合材料中，并有助于高导热性，比铜高出25%。欧洲杯猜球平台迄今为止，测试表明，银金刚石复合材料在两个关键领域表现优异——导热性和热膨胀。
“我们已经观察到明显的性能效益——在250微米的垫片中使用50%的钻石材料，估计温度从285摄氏度降至181摄氏度。”领导项目的Gtri研究工程师Jason Nadler表示。
研究人员正在接近钻石百分比，该百分比可以高达85％，厚度小于250微米。这些增加的钻石百分比产生了更好的性能导致原型测试。
纳德勒补充说，这种银金刚石复合材料的新方法具有明确的技术转让前景。目前没有一种材料能提供这样的性能和厚度的结合。
钻石是最导热的天然材料，其额定功率约为2000瓦每米开尔文，这是热效率的衡量标准。银是最导热的金属之一，其额定功率要低得多，为每米400瓦。
Nadler解释说，添加银是必要的:*将松散的金刚石颗粒粘结成稳定的基体;欧洲杯猜球平台*允许精确切割材料，形成精确尺寸的组件;*将热膨胀与被冷却半导体器件的热膨胀匹配;*在钻石之间创造一个更热的有效界面。
纳德勒和他的团队使用钻石颗粒，类似于沙粒，可以塑造成平面形状。欧洲杯猜球平台
问题是，像砂材料不妥善一起保持在一起。需要一种银 - 柔软，韧性和粘性的基质来使金刚石颗粒保持在一起并实现稳健的复合材料。欧洲杯猜球平台
另外，由于可塑性银基质完全围绕金刚石颗粒，所以它支撑将复合材料切割为形成像热垫片等组分所需的精确尺寸。欧洲杯猜球平台并且银允许那些组件容易地粘合到其他表面，例如半导体。
当任何材料升温时，它都会以自己的速率膨胀，这一行为被称为热膨胀系数(CTE)。
当由不同材料制成的结构——例如宽带隙半导体和热垫片——连接在一起时，关键欧洲杯足球竞彩是它们的热膨胀系数要相同。以不同速率膨胀欧洲杯足球竞彩的粘结材料容易分离。
钻石具有非常低的热膨胀系数约为每百万份/ kelvin（ppm / k）。但是用于制造宽带欧洲杯足球竞彩隙半导体的材料 - 例如碳化硅或氮化镓 - 具有更高的CTE，通常在3至5ppm / k的范围内。
通过加入适当百分比的银（其CTE约为20 ppm/K），GTRI团队可以定制银-金刚石复合材料，使其以与半导体材料相同的速率膨胀。通过匹配加热和冷却过程中的热膨胀率，研究人员使这两种材料保持了牢固的结合。欧洲杯足球竞彩
与通过移动电子进行热量的金属不同，金刚石通过声子传导热量，这是通过晶体和其他材料行进的振动波分组。欧洲杯足球竞彩在菱形粒子界面之间引入银有助于声子从颗粒移动到颗粒并支持热效率。
“利用金刚石颗粒高效、稳定地填充飞机空间是一项挑战，”欧洲杯猜球平台纳德勒说。“近年来，我们建立了图像分析和其他工具，让我们在我们创造的材料上进行结构形态分析。该数据有助于我们了解复合材料中的实际情况 - 包括如何分布钻石粒度银色如何围绕钻石。“
剩下的障碍涉及需要超越性能测试，以便深入分析银钻材料的功能。NADLLER的目标是从基本材料的角度解释复合材料的导热率，而不是仅仅依赖于性能结果。欧洲杯足球竞彩
热垫片的极小尺寸使得深度测试变得困难，因为现有的测试方法需要更大量的材料。然而，Nadler和他的团队正在评估几种有望进行详细导热分析的试验台技术。
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作者:里克·罗宾逊
来源：https://www.gatech.edu/c