"Supersolder" demonstruoja neprilygstamas šilumines savybes

Anonim

Elektronikoje, lituojamasis skirtas sujungti dvi dalis. Kaip tiltas, viena iš svarbiausių funkcijų yra šilumos perkėlimas iš kritinių elektroninių komponentų į šilumos šaltinį, kuris naudoja orą ar vandenį, kad saugiai išsklaidytų šilumą. Kadangi technologiniai pasiekimai leidžia kurti mažesnius ir galingesnius kompiuterius ir elektroniką, o kompiuterio mikroschemos pasiekė aukštesnę nei 100 ° C temperatūrą, ši šilumos išsklaidymo funkcija tapo svarbesnė nei bet kada.

Tačiau įprastiniai šlifavimo įrenginiai siekia riboti jų gebėjimą veiksmingai atlikti šilumą per ilgą laiką, todėl šilumos išsiskyrimas yra ribojamasis tolesnio skaičiavimo ir elektronikos kūrimo veiksnys. Jei šie laukai dar labiau pažengs, šį esminį trūkumą reikės įveikti.

Įveskite "supersolder".

2013 m. "DARPA Young Faculty Award" apdovanojimas yra "Thermal Interface Material" (TIM), kurį sukūrė Sheng Shen, mechanikų inžinerijos profesorius Carnegie Mellon, bendradarbiaudamas su Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos mokslo darbuotojais. Praėjus ketveriems metams, buvo sukurta medžiaga, kuri galėtų užpildyti tokį patį vaidmenį, kaip ir įprastiniai švino, bet dvigubai šiuolaikiškiausių TIM šilumos laidumas.

Už Shen proveržio paslaptis yra vario alavo nanovamzdelių masyvai.

"Nanowires yra auginami iš šablono, kaip pelėsiai, naudojant mažas poras, " sako Shen. "Tai lustų technologija, naudojant elektrolitinį tinklelį, išgaunamas vienu sluoksniu tuo pačiu metu, kaip jūs padengiate elektros laidą, panardydamas jį į elektrolitą".

Susidariusi masyvas pasižymi puikiais šiluminėmis savybėmis, kurių neprilygsta bet kokiomis dabartinėmis litavimo medžiagomis. Tačiau tai ne tik jo šiluminė laidumas, dėl kurio superstorė yra unikali.

Pritvirtinimas taip pat pasižymi ypatingu atitikimu arba elastingumu lyginant su gumos ar kitų polimerų. Tai yra svarbu, nes dalys, kurias jungia lydinys, išsiplėtė ir sutinkamai kaitinamos, dažnai skirtingais dažniais tarp dviejų skirtingos sudėties dalių. Mažėjantis atitikimas dažnai būna žlugęs iš įprastų šlifavimo medžiagų, nes jie daugėja trapių dėl pakartotinio naudojimo, todėl sumažėja jų sugebėjimas atlikti šilumą laikui bėgant. Pasak "Shen", didžiųjų įmonių laikymasis yra didesnis už šias medžiagas dviem ar trim laipsniais.

Eksperimentas, jo komanda atliko suderintą papildomą surinkimą su įprasto alavo lydmetalio komplektu. Nors tradicinis lydmetalis pradėjo mažėti šilumos laidumo po mažiau nei 300 valandų dviračiu, papildomasis gamintojas toliau dirbti didžiausio šilumos laidumo po daugiau nei 600 valandų. Iš tiesų, ji atliko taip gerai, kad jo tikslūs apribojimai vis dar nežinomi.

"Mes žinome, kad tai gali tęstis", - sako "Shen". "Vienintelė priežastis, kodėl baigėme eksperimentą, buvo tas, kad turėjome publikuoti popierių!"

Nors aukščiausios ribos didžiausios ribos vis dar yra tiriamos, galimos būsimos programos yra aiškios. "Supersolder" galėtų pakeisti įprastą litavimo prietaisą elektroninėse sistemose, pradedant nuo mikro- ir nešiojamųjų elektronikos iki sandėlio dydžio duomenų centrų, mažinant temperatūrą, kad būtų galima gerokai padidinti galios tankį ir patikimumą. Viskas, ką gali padaryti paprastas litavimas, supersolder gali padaryti geriau - beveik.

Nors "Shen" yra labai patenkintas pagrindinio produkto rezultatais, jo darbai dar nėra baigti; jis vis dar mato patobulinimų. Medžiaga yra elektrai laidžios: savybė, kuri tam tikrose srityse yra nepageidaujama. Todėl jo kitas tikslas yra sukurti supersolderio versiją, kuri gali išlaikyti savo šilumos laidumą, veikdama kaip elektros izoliatorius.

Po ketverių metų darbo, yra mažai, kad galėtų atgrasinti jį tobulinti savo medžiagą.

"Idėja yra labai paprasta: jūs turite iššūkį, ir jūs nuolat bandote, kol tai padarysite".

menu
menu