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    技術百科

    什么材料導熱好?

    2017/08/15

      導熱系數的大小表明物質導熱能力的大小,導熱系數越大,導熱熱阻值相應降低,導熱能力增強。 在金屬材料中,銀的導熱系數最高(表),但成本高;純銅其次,但加工不容易。但隨著散熱需求的提高,很多人都在不斷探索選擇導熱性能最佳最好的新型材料,從而滿足電子設備高功率,小體積的產品設計大趨勢。而目前的導熱材料分類主要分為:金屬導熱材料和非金屬導熱材料。
      金屬導熱性能中,金和銀屬于導熱性能最佳的材料,但缺點就是其價格太高,要被廣泛應用不太現實。純銅散熱效果則次之,但已經算是非常優秀的了,不過銅片也其自身的缺點:造價高、重量大、不耐腐蝕、塑造性較差等。另外銅的可氧化性這是銅本身最大的弊病。當銅一旦出現氧化狀態,從導熱和散熱方面都會大大的下降。所以現在大多數散熱片都是采用輕盈堅固的鋁材料制作的,其中鋁合金的導熱性能最好,所以現在我們看到好的CPU風冷散熱器一般采用鋁合金制作。
      目前市場上也不斷的出現了一種新型的工藝——銅鋁結合散熱器。所謂的銅鋁結合就是把銅和鋁通用一定的工藝完美的結合到一塊,讓銅快速的把熱量傳給鋁,再由大面積的鋁把熱量散去,這不但增充了鋁的導熱不及銅,還彌補了銅的散熱不如鋁,有機的結合從而達到急速傳熱快速散熱的效果。
      另外現在如今很多非金屬導熱材料不但在導熱性能比金屬導熱材料高出數十百倍,而且在材料應用安全性能上也滿足了電子產品的高絕緣性的要求。其中現在應用的最為廣泛的有:
      一、石墨烯,石墨烯是一種從石墨中經特殊工藝剝離出來的單層碳原子面材料,具有由單層碳原子以正六邊形結構緊密排列構成的呈蜂窩狀的二維平面結構。單層懸浮石墨烯的室溫熱導率可達到3000~5300W.m-1.K-1在導熱材料界中算是導熱性能最佳的新型材料。先已在手機、平板電腦、電氣設備等高端電子消費終端產品的設計和制造被廣泛應用。.
      二、石墨,石墨是碳元素組成的材料具有超高的導熱率。根據研究計算,石墨在平行于晶體層方向上的熱導率理論上可高達4180W.m-1.K-1。高定向裂解石墨在其面向上的熱導率更是能夠達到2000W.m-1.K-1。如今,石墨導熱材料從基材來分主要分為:人工石墨和天然石墨。
      三、碳纖維及C/C復合材料,碳纖維是由有機纖維或低分子烴氣體原料在惰性氣體中經碳化及高溫石墨化處理而得到。當石墨晶格在纖維的軸向上獲得高度擇優定向后,會具有超高的熱導率。碳纖維及C/C復合材料超高導熱材料是以高導熱碳纖維為原料制得的C/C復合材料,具有高溫強度高、熱膨脹系數小、自潤滑性良好和熱導率較高等一系列優異性能。
      其實導熱性能最好最佳的材料不一定就是最好的導熱材料。我們應該要把產品的結構、散熱要求、產品性能要求等等納入導熱材料選擇的范疇中。因為不需最好的導熱材料,只需最適合產品的導熱材料。

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