Il est tout à fait normal qu'un appareil électronique produise de la chaleur en fonctionnement. Il est donc essentiel de trouver une solution fiable pour gérer cette chaleur. Dans le cas contraire, l'appareil risque de surchauffer et de perdre ses performances. C'est là qu'intervient le rôle des matériaux d'interface thermique. Ces matériaux sont conçus pour dissiper la chaleur des appareils électroniques.
Mais avez-vous déjà réfléchi à la façon dont les TIM contrôlent une chaleur aussi importante ? Ils le font grâce aux matériaux thermoconducteurs qui les composent. Ces matériaux présentent une conductivité thermique élevée pour lutter contre les éléments thermiques. Passons maintenant à une analyse approfondie de ce scénario. Pour que vous compreniez les concepts fondamentaux,
Principes fondamentaux de la conductivité thermique
La conductivité thermique Indique l'efficacité d'un matériau à transférer la chaleur. Une conductivité thermique élevée indique une capacité suffisante à transférer la chaleur. De même, une conductivité thermique faible indique une capacité moindre à transférer la chaleur.
La conductivité thermique est généralement mesurée en Watts par mètre par Kelvin (W/m·K) unité. La formule principale pour mesurer la conductivité thermique est q=−k dT/dxIl évalue le transfert de chaleur des zones à haute température vers les zones à basse température.
- q fait référence au flux de chaleur
- k fait référence à la conductivité thermique
- dT/dx fait référence à un gradient de température.
Top 10 des matériaux thermoconducteurs
1 : Diamant
Parmi les meilleurs matériaux conducteurs thermiques, le diamant se classe au premier rang. Il offre une conductivité thermique supérieure à 2200 W / mKLe diamant est compatible avec une utilisation haute performance et dissipe efficacement la chaleur des composants. Il est principalement utilisé dans les dissipateurs thermiques, les lasers et les systèmes de défense.
- Le diamant dure plus longtemps en raison de sa nature solide.
- Le diamant ne présente aucun changement, voire des changements minimes, dans sa forme physique sous des températures élevées.
- Diamond propose également une isolation électrique.
2 : Argent
L'argent est un métal par nature, tandis qu'en termes thermiques, il présente une bonne plage de conductivité de 429 W / mKIl est utilisé dans la quasi-totalité des matériaux d'interface thermique haut de gamme, où la performance optimale est primordiale. Les applications courantes de l'argent sont les dispositifs médicaux, les panneaux solaires et la pâte thermique.
- L’argent peut être mélangé à d’autres matériaux pertinents pour améliorer les performances.
- Silver offre une flexibilité sans compromettre les performances.
- L’argent est non toxique et peut être utilisé en toute sécurité dans la plupart des cas.
3 : Cuivre
Le cuivre est également un métal par nature, il offre une conductivité thermique de 400 W / mKIl supporte facilement la chaleur plus longtemps que les autres métaux. Cette caractéristique en fait un choix de premier ordre dans la plupart des cas. Le cuivre est largement utilisé dans les produits industriels, comme les radiateurs, les conduites d'eau, les fils et les dissipateurs thermiques.
- Le cuivre a une conductivité électrique de haut niveau.
- Le cuivre est moins cher que les autres métaux.
- Le cuivre est fiable et durable.
4 : Or
Bien que ce soit un choix coûteux comparé au cuivre et à l'argent, il est encore utilisé dans l'industrie aérospatiale, les circuits et le câblage de composants haut de gamme. L'or possède une conductivité thermique de 315 W / mKLes éléments à électrons libres de l’or en font une source efficace de dissipation de la chaleur.
- Les ingrédients Gold ne présentent aucun compromis sur la qualité.
- L'or est un oxydant et résistant à la corrosion.
- L'or agit comme un bouclier thermique en raison de la réflexion IR.
5 : Nitrure d'aluminium
Le nitrure d'aluminium est un autre matériau thermoconducteur de la classe 5. Il assure à la fois la conductivité thermique et l'isolation électrique des composants. Sa conductivité thermique varie de 237 W / mKIl est également connu comme une alternative à l'oxyde de béryllium. Les fabricants l'utilisent généralement dans les semi-conducteurs et les modules de puissance.
- Le nitrure d'aluminium protège contre les chocs thermiques.
- Le nitrure d’aluminium est durable et fiable.
6 : Carbure de silicium
L'association silicium-carbone donne du carbure de silicium. Ce dernier constitue une excellente source de transfert thermique et offre une conductivité thermique de 270 W / mKC'est un matériau dur, fiable et durable, conçu pour une utilisation intensive et offrant des performances stables. Il convient à l'électronique, aux éclairages LED et à l'industrie automobile.
- Le carbure de silicium est résistant à l’oxydation et à la corrosion.
- Le carbure de silicium peut supporter des contraintes mécaniques plus élevées.
7 : Aluminium
L'aluminium est également un bon matériau conducteur thermique. Il offre une conductivité thermique de 237 W / mKBien que sa conductivité soit légèrement inférieure à celle du cuivre, il reste une alternative. Il présente des propriétés antirouille et anticorrosion. L'aluminium est principalement utilisé dans les éclairages LED, les dissipateurs thermiques et les radiateurs.
- L'aluminium et le cuivre peuvent être mélangés pour le rendre plus rentable.
- L'aluminium est léger et maintient le poids équilibré.
- L’aluminium est une option économique.
8 : Tungstène
Le tungstène est un matériau réputé pour sa conductivité thermique. Sa plage de conductivité thermique est de 172 W / mKLe tungstène est un matériau robuste et anticorrosion. Il supporte facilement toutes sortes de contraintes mécaniques sans compromettre ses performances. Il est compatible avec l'électronique grand public, l'industrie aérospatiale et les outils industriels.
- Le tungstène peut être utilisé dans les électrodes.
- Le tungstène a un point de fusion élevé.
9 : Graphite
Au numéro 9 sur la liste, nous avons le graphite, avec une conductivité thermique de 168 W / mKIl possède une excellente capacité à transférer efficacement la chaleur vers l'extérieur des composants. Léger, le graphite peut supporter des contraintes mécaniques excessives. Il est principalement utilisé dans les secteurs de l'automobile et de l'électronique.
- Le graphite est un additif permettant d’améliorer la conductivité thermique.
- Le graphite est un matériau facile à trouver et abordable.
10 : Zinc
Le dernier matériau conducteur thermique dont nous disposons est le zinc. Cependant, sa conductivité thermique est faible. 116 W/mK. Encore largement utilisé comme ingrédient de fabrication dans les produits de gestion thermique, il offre des propriétés antirouille et résiste à la corrosion.
- Le zinc est léger et pratique.
- Le zinc se mélange facilement avec d’autres métaux pour améliorer les résultats finaux.
À propos de JiuJu's Matériaux d'interface thermique
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Réflexions finales
En tant que fabricant, comprendre le rôle de la conductivité thermique et matériaux thermoconducteurs C'est important. Cela facilite le choix d'une option adaptée à la fabrication de matériaux d'interface thermique. Le diamant est un matériau de pointe en matière de conductivité thermique. De même, l'argent et le cuivre sont des matériaux largement utilisés en raison de leur coût et de leur disponibilité. D'autres matériaux revêtent également une importance particulière selon les exigences du produit.
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