तरल धातु, जिसे अन्य नामों से भी जाना जाता है तरल धातु थर्मल कंडक्टर या तरल धातु शीतलक, कम गलनांक वाले मिश्रधातुओं से बना एक प्रकार का शीतलन माध्यम है। इसमें उच्च विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, उच्च तापीय चालकता, कम गलनांक और उच्च क्वथनांक होता है। वर्तमान में, इसका उपयोग मुख्य रूप से परमाणु रिएक्टर ताप चालन और कंप्यूटर चिप शीतलन जैसे क्षेत्रों में किया जाता है। आम तरल धातु शीतलक में सोडियम-पोटेशियम मिश्रधातु, सीसा-बिस्मथ मिश्रधातु और गैलियम-इंडियम मिश्रधातु शामिल हैं।
इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में इस्तेमाल होने वाली सबसे आम तरल धातु गैलियम-आधारित मिश्र धातु है। वास्तव में, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में उपयोग के मामले में तरल धातु थर्मल चालन और पारंपरिक सिलिकॉन ग्रीस के बीच बहुत अंतर नहीं है। वे दोनों पेस्टी हैं और चिप आवरण और हीट सिंक के बीच थर्मल चालन के लिए उपयोग किए जाते हैं।
- पारंपरिक सिलिकॉन ग्रीस और तरल धातु तापीय चालन के बीच अंतर
सिलिकॉन ग्रीस का उपयोग सीपीयू आवरण और हीट सिंक के बीच के अंतराल को थर्मल कंडक्टर के रूप में भरने के लिए किया जाता है। पारंपरिक सिलिकॉन ग्रीस में कण केवल माइक्रोमीटर स्तर पर होते हैं, लेकिन तरल धातु नैनोमीटर स्तर तक पहुँच सकती है। इसका मतलब है कि तरल धातु उन अंतरालों को बेहतर ढंग से कवर कर सकती है जो नग्न आंखों के लिए अदृश्य हैं। इसके अतिरिक्त, तरल धातु में बड़ी मात्रा में धातु तत्व होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर तापीय चालकता होती है।
तापीय चालकता गुणांक तापीय चालक की गुणवत्ता निर्धारित करता है। वर्तमान में बाजार में उपलब्ध सिलिकॉन ग्रीस में आम तौर पर 5W/mK से लेकर 12.5W/mK तक की तापीय चालकता गुणांक होती है। तरल धातु का तापीय चालकता गुणांक 128W/mK तक पहुँच सकता है, हालाँकि बाजार में उपलब्ध वे आमतौर पर 20W/mK से लेकर 80W/mK तक होते हैं। अधिक सरल शब्दों में, तरल धातु का उपयोग करके उसी डिवाइस में सिलिकॉन ग्रीस का उपयोग करने की तुलना में CPU तापमान लगभग 10°C कम किया जा सकता है।
- विशेषताएँ
- तरल धातु में पानी, हवा और कई गैर-धातु मीडिया की तुलना में बहुत अधिक तापीय चालकता होती है। इसलिए, तरल धातु चिप कूलर पारंपरिक जल शीतलन की तुलना में अधिक कुशल गर्मी हस्तांतरण और अत्यधिक गर्मी अपव्यय क्षमताओं को प्राप्त कर सकते हैं।
- तरल धातु की उच्च विद्युत चालकता के कारण इसे बिना किसी गतिशील भाग के विद्युत चुम्बकीय पंप द्वारा चलाया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता, कम ऊर्जा खपत और कोई शोर नहीं होता है।
- तरल धातु आसानी से वाष्पित या लीक नहीं होती है, यह सुरक्षित, गैर विषैली, रासायनिक रूप से स्थिर, आसानी से पुनर्चक्रण योग्य होती है, तथा शीतलन प्रणालियों के कुशल, दीर्घकालिक, स्थिर संचालन को सुनिश्चित करती है।
- लाभ
- उत्कृष्ट शीतलन प्रदर्शन.
- जैसे-जैसे ताप प्रवाह घनत्व बढ़ता है, तरल धातु शीतलन अत्यधिक ताप प्रवाह की समस्याओं को हल करने के लिए इष्टतम विकल्प है।
- तरल धातु की उच्च विद्युत चालकता के कारण इसे बिना किसी गतिशील भाग के विद्युत चुम्बकीय पंप द्वारा चलाया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता, कम ऊर्जा खपत और कोई शोर नहीं होता है।
- तरल धातु पाइपों को लचीले ढंग से व्यवस्थित किया जा सकता है, कई बार मोड़ा जा सकता है, और आसानी से लंबी दूरी तक ऊष्मा हस्तांतरण प्राप्त किया जा सकता है।
- तरल धातु आसानी से वाष्पित या लीक नहीं होती है, यह सुरक्षित, गैर विषैली, रासायनिक रूप से स्थिर होती है, तथा उच्च-शक्ति शीतलन प्रणालियों (> 1 किलोवाट) के कुशल, दीर्घकालिक, स्थिर संचालन को सुनिश्चित कर सकती है।
कुल मिलाकर, अपनी उत्कृष्ट तापीय चालकता और ऊष्मा हस्तांतरण क्षमताओं के साथ, लिक्विड मेटल कूलिंग तकनीक उच्च-शक्ति शीतलन मांगों के लिए व्यापक और कुशल समाधान प्रदान कर सकती है। यह औद्योगिक, नागरिक और यहां तक कि सैन्य क्षेत्रों में नई विधियों, अनुप्रयोगों और उत्पादों की एक श्रृंखला उत्पन्न करने की उम्मीद है, जो एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।