Pleins feux sur l'industrie : innovations dans les matériaux d'interface thermique liquide pour les applications à haute température

Accueil » Pleins feux sur l'industrie : innovations dans les matériaux d'interface thermique liquide pour les applications à haute température

Innovations dans les matériaux d'interface thermique liquide pour les applications à haute température – Les matériaux d'interface thermique liquides (également appelés matériaux d'interface thermique ou matériaux de conductivité thermique) sont importants et ont un large éventail d'utilisations dans l'industrie et la technologie modernes. Ces matériaux jouent un rôle essentiel dans de nombreuses applications à haute température, car ils aident à gérer et à conduire efficacement la chaleur, maintenant ainsi la stabilité et les performances des équipements et des systèmes. Cet article examinera l'importance de l'introduction de matériaux d'interface thermique liquides ainsi que les besoins et les défis des applications thermiques élevées dans diverses industries.

Matériaux d'interface thermique liquide

Il existe des différences évidentes entre les matériaux d'interface thermique liquide et les matériaux d'interface thermique solides courants en termes de nature, d'application et de performances. La forme du matériau d'interface thermique liquide est généralement un état liquide, généralement du métal liquide, de l'huile de silicone, matériaux à changement de phase, etc., en raison de ses caractéristiques élevées de mobilité et de conductivité thermique, peut être recouvert ou rempli sur la surface de chaque objet dans le petit espace. Il joue un rôle important dans le domaine de la gestion thermique, notamment dans des applications telles que les chauffages, le refroidissement des équipements électroniques et les échangeurs de chaleur.
Son rôle principal comprend :

Combler l'espace : en raison du radiateur dans le dispositif de traitement en raison d'erreurs, de non-uniformité et d'autres raisons, entraînant des espaces entre les surfaces de contact, les matériaux d'interface thermique liquide en raison de leurs caractéristiques de fluidité peuvent être très bons pour combler ces espaces, pour garantir que la chaleur peut être un très bon transfert afin de réduire l'obstruction de la conduction thermique.
Réduire la résistance thermique de l'interface : par rapport aux matériaux d'interface thermique solides, les matériaux d'interface thermique liquides peuvent réduire efficacement la résistance thermique de l'interface, en raison de leurs caractéristiques de fluidité, ils peuvent mieux combler l'espace du sourire à divers endroits pour fournir un meilleur chemin de transfert de chaleur.
Adaptabilité : les matériaux d'interface thermique liquides peuvent s'adapter à différentes formes, tailles et objets incurvés. Dans l'application réelle, il peut y avoir une plus large gamme d'applications.
Haute stabilité : les matériaux d'interface thermique liquides ont généralement une meilleure stabilité à long terme, par rapport aux matériaux d'interface thermique solides, ils ne sont pas faciles à vieillir ou à durcir, afin de maintenir une condition de travail plus longue.

Tendances d’innovation des matériaux d’interface thermique liquide

1. Conductivité thermique élevée des matériaux d'interface liquide : avec l'application de la demande de dissipation thermique qui est de plus en plus exubérante, le personnel de R&D recherche également une conductivité thermique plus élevée des matériaux pour faire face aux problèmes de refroidissement des équipements électroniques de haute puissance, il existe des liquides Les alliages métalliques et la conductivité thermique du liquide sont en cours de développement, dans le suivi on peut s'attendre à remplacer les matériaux d'interface thermique traditionnels.
2. Nanotechnologie : Les chercheurs ont découvert que l’ajout de nanoparticules aux matériaux d’interface thermique liquides peut offrir une meilleure efficacité de transfert de chaleur.
3. Matériaux à changement de phase réversible : développement durable de matériaux d'interface thermique liquides par de plus en plus de fabricants d'intérêt, les chercheurs se concentrent donc également sur le développement de matériaux à changement de phase réversible, afin d'obtenir une gestion thermique efficace en même temps, réduire le besoin de nouveaux matériaux, notamment dans le domaine des capteurs solaires, ses applications potentielles sont très bonnes pour les professionnels.
4. Personnalisation : Avec la diversification de l'électronique flexible et des dispositifs électroniques, les matériaux d'interface thermique liquide doivent être personnalisés et flexibles pour s'adapter à divers scénarios d'application.
5. Biomimétique : les chercheurs s'inspirent de l'interface biologique pour développer et appliquer des matériaux d'interface thermique liquide plus efficaces. Par exemple, des chercheurs ont étudié la structure texturée de la peau de requin qui sera appliquée dans la conception du matériau, améliorant considérablement l'efficacité de dissipation de la chaleur.

Principales caractéristiques des matériaux d'interface thermique liquide

Les matériaux d'interface thermique liquides ont un large éventail de rôles dans le domaine des applications à haute température, et leur rôle dans le transfert de chaleur, le maintien de la température de l'équipement joue un rôle très critique, la discussion suivante est que les matériaux d'interface thermique ont certains éléments clés caractéristiques.

Conductivité thermique: La conductivité thermique d’un matériau est une caractéristique importante des matériaux d’interface thermique. Les matériaux à haute conductivité thermique peuvent transférer la chaleur plus efficacement et améliorer les capacités de gestion thermique.
La stabilité: C'est une caractéristique fondamentale des matériaux d'interface thermique de rester stables dans des environnements de travail difficiles tels que des températures élevées à long terme, la corrosion, etc., et de ne pas se volatiliser, se décomposer ou s'oxyder sous des changements irréversibles.
Isolation électrique: Étant donné que les matériaux d'interface thermique sont souvent utilisés avec des composants électroniques, la prévention des fuites de courant ou des courts-circuits est une exigence fondamentale pour les matériaux d'interface thermique.
Applicabilité interfaciale : le matériau doit s'adapter à différentes formes et structures de surface de contact, pour garantir qu'il peut adhérer étroitement au dissipateur thermique ou aux composants électroniques, minimiser la résistance thermique interfaciale et ainsi améliorer l'efficacité du transfert de chaleur.
Coefficient de dilatation thermique correspondant : Lorsque le matériau est placé à différentes températures, le coefficient de dilatation thermique doit correspondre au coefficient de dilatation des matériaux voisins, afin d'éviter les dommages causés par les contraintes thermiques.

Avantages et défis

Les matériaux d'interface thermique liquide présentent des avantages uniques par rapport aux matériaux d'interface thermique traditionnels à bien des égards. Certains des avantages associés aux matériaux d'interface thermique liquide sont présentés ci-dessous :

Haute conductivité thermique : Les matériaux d'interface thermique liquides ont généralement une conductivité thermique plus élevée que les matériaux d'interface thermique traditionnels, ce qui facilite un transfert de chaleur plus efficace entre la source de chaleur et le dissipateur thermique.
Aadaptabilité : Peut être appliqué sur des surfaces irrégulières de différentes formes et tailles, assurant une zone de contact maximale.
Loh le stress: Les matériaux d'interface thermique liquides n'induisent pas de contraintes mécaniques élevées lors du processus de remplissage.
Bien que les applications des matériaux d'interface thermique liquides présentent de nombreux avantages, elles présentent également certains inconvénients et limitations :
Prix: Les matériaux d’interface thermique liquide sont relativement coûteux, en particulier pour les applications spécialisées et à hautes performances.
Difficulté d'entretien :Les matériaux d'interface thermique liquide nécessitent un entretien régulier pour garantir leurs performances, ce qui peut augmenter les coûts et la complexité des équipements.

Caractéristiques environnementales et durabilité des matériaux d'interface thermique liquide

Avec l'impact environnemental croissant des matériaux d'interface thermique liquide, les scientifiques des matériaux et les fabricants envisagent également des moyens innovants de développer et de produire des matériaux d'interface thermique liquide. Les problèmes environnementaux liés à la sélection des matériaux d'interface liquide, aux processus de production, aux taux de recyclage et de réutilisation ont eu un impact significatif. .

Les fabricants travaillent actuellement dans ces domaines pour parvenir à un développement respectueux de l'environnement de matériaux d'interface thermique liquides, tout d'abord en adoptant des méthodes de synthèse et de préparation respectueuses de l'environnement, en évitant l'utilisation de solvants et de produits chimiques toxiques dans le processus de production et en réduisant la pollution. Deuxièmement, les matériaux sont basés sur des ressources renouvelables, telles que la biomasse et les énergies renouvelables, afin de réduire la dépendance à l'égard de ressources rares ; la dégradabilité des matériaux est également importante, afin qu'ils puissent se décomposer dans le milieu naturel à la fin de leur utilisation. Enfin, une conception de matériaux innovants pour améliorer les performances et la durabilité des matériaux d’interface thermique liquide, ce qui entraînera une réduction de l’impact environnemental.

Perspectives pour les matériaux d'interface thermique liquides

Selon les experts de l'industrie, les matériaux d'interface thermique liquides évolueront vers des performances élevées, une polyvalence, une durabilité et une expansion des applications pour répondre à la demande croissante en matière de gestion thermique.

Les matériaux d'interface thermique liquide mettront davantage l'accent sur la conductivité thermique, qui sera obtenue en optimisant la structure du matériau, ses composants ou par l'ajout de nanoparticules technologiques.

Les matériaux d'interface thermique doivent être multifonctionnels, comme la conductivité électrique, la flexibilité mécanique et d'autres fonctions connexes, afin de faire face à la demande croissante de scénarios multiples.

À mesure que les politiques nationales en matière de protection de l'environnement deviennent plus strictes, les fabricants et les consommateurs accordent davantage d'attention aux produits verts. Les matériaux d'interface thermique liquides doivent également accorder davantage d'attention à la protection de l'environnement et aux propriétés durables.

Le développement futur des matériaux d’interface thermique liquide comprend également l’expansion d’autres applications, mettant pleinement à profit la polyvalence des matériaux d’interface thermique liquide pour répondre aux besoins d’autres scénarios.

Dans le même temps, les matériaux d'interface thermique liquide sont également apparus avec de nouvelles technologies connexes, telles que les matériaux d'interface thermique nanofluidique, les matériaux à changement de phase, l'interface thermique liquide, l'interface thermique liquide de contrôle de champ électrique et les matériaux d'interface thermique liquide étirables, afin d'améliorer la matériaux d'interface thermique et gestion thermique et autres performances associées.