Dans le domaine des appareils haute puissance tels que les LED, les lasers et les vastes salles de serveurs, une dissipation thermique efficace est primordiale pour des performances et une longévité optimales. Comprendre le rôle central de la conductivité thermique et des matériaux impliqués est essentiel pour maximiser l’efficacité du refroidissement.
L'importance de la conductivité thermique :
À température ambiante, les matériaux ayant une conductivité thermique plus élevée facilitent une dissipation thermique plus rapide. Les métaux ou alliages purs comme le cuivre (401 W/(m·K)) et l'aluminium (environ 237 W/(m·K)) sont couramment utilisés en raison de leur excellente conductivité thermique. Cela contraste fortement avec l'air, avec une conductivité thermique de 0,026 W/(m·K), des milliers de fois inférieure à celle des métaux, ce qui entrave considérablement la dissipation thermique.
Combler les lacunes avec des matériaux à haute conductivité :
Les espaces remplis d'air sur les surfaces de contact inégales constituent un défi pour un transfert de chaleur efficace. Pour atténuer ce problème, des matériaux à haute conductivité thermique sont utilisés pour combler ces lacunes. La graisse thermique, un matériau couramment utilisé avec une conductivité thermique allant de 0,8 à 5,0 W/(m·K), est répandue dans les processeurs d'ordinateurs domestiques et divers appareils. Cependant, il reste loin d’être comparable aux composants métalliques.
L’essor des matériaux thermiques à base de gallium liquide :
Ces dernières années, les matériaux thermiques liquides à base de gallium ont gagné en popularité. Avec une conductivité thermique allant de 15 à 30 W/(m·K), ces matériaux offrent des capacités de transfert thermique supérieures. Restant à l’état liquide à température ambiante, ils ont la capacité unique de combler librement les espaces, améliorant ainsi l’efficacité de la dissipation thermique.
Présentation Feuille d'alliage indium-étain pour un refroidissement amélioré :
Dans le dernier développement, les appareils haute puissance de troisième génération adoptent une feuille d'alliage indium-étain avec un point de fusion compris entre 50 et 70 ℃. Ce matériau en feuille flexible présente une conductivité thermique de 35 à 85 W/(m·K) et possède la capacité de combler efficacement les espaces. De plus, lorsque ces dispositifs fonctionnent à son point de fusion, la feuille passe à l’état liquide, capitalisant ainsi sur les avantages des métaux liquides.
Conclusion:
Une dissipation thermique efficace est essentielle pour des performances et une longévité optimales des appareils haute puissance. L’utilisation de matériaux à haute conductivité thermique, tels que les matériaux thermiques liquides à base de gallium et les feuilles d’alliage indium-étain, garantit une efficacité de refroidissement améliorée et une fiabilité améliorée dans les applications spécialisées. Découvrez les dernières avancées en matière de matériaux thermiques pour optimiser la gestion de la chaleur dans vos appareils haute puissance.