Жидкий металл, также известный как жидкометаллический теплопроводник или жидкометаллическая охлаждающая жидкость, представляет собой тип охлаждающей среды, состоящей из легкоплавких сплавов. Он имеет высокую удельную теплоемкость, высокую теплопроводность, низкую температуру плавления и высокую температуру кипения. В настоящее время он в основном используется в таких областях, как теплопроводность ядерных реакторов и охлаждение компьютерных чипов. Обычные жидкометаллические охлаждающие жидкости включают сплавы натрия и калия, сплавы свинца и висмута и сплавы галлия и индия.
Наиболее распространенным жидким металлом, используемым в электронных изделиях, является сплав на основе галлия. На самом деле, нет большой разницы между теплопроводностью жидкого металла и традиционной силиконовой смазкой с точки зрения использования в электронных продуктах. Они оба пастообразные и используются для теплопроводности между корпусом чипа и радиатором.
- Разница между традиционной силиконовой смазкой и теплопроводностью жидкого металла
Силиконовая смазка используется для заполнения зазоров между корпусом процессора и радиатором в качестве теплопроводника. Частицы в традиционной силиконовой смазке имеют размер только микрометра, но жидкий металл может достигать уровня нанометра. Это означает, что жидкий металл может лучше закрывать щели, невидимые невооруженным глазом. Кроме того, жидкий металл содержит большое количество металлических элементов, что приводит к лучшей теплопроводности.
Коэффициент теплопроводности определяет качество теплопроводника. Доступные в настоящее время на рынке силиконовые смазки обычно имеют коэффициенты теплопроводности от 5 Вт/мК до 12,5 Вт/мК. Коэффициент теплопроводности жидкого металла может достигать 128 Вт/мК, хотя доступные на рынке значения обычно варьируются от 20 Вт/мК до 80 Вт/мК. Проще говоря, использование жидкого металла может снизить температуру процессора примерно на 10°C по сравнению с использованием силиконовой смазки в том же устройстве.
- Характеристики
- Жидкий металл имеет гораздо более высокую теплопроводность, чем вода, воздух и многие неметаллические среды. Таким образом, жидкометаллические охладители стружки могут обеспечить более эффективную теплопередачу и экстремальное рассеивание тепла по сравнению с традиционным водяным охлаждением.
- Высокая электропроводность жидкого металла позволяет приводить его в движение с помощью электромагнитного насоса без каких-либо движущихся частей, что обеспечивает высокую эффективность, низкое энергопотребление и отсутствие шума.
- Жидкий металл трудно испаряется или вытекает, он безопасен, нетоксичен, химически стабилен, легко перерабатывается и обеспечивает эффективную, долгосрочную и стабильную работу систем охлаждения.
- Преимущества
- Выдающаяся эффективность охлаждения.
- Жидкометаллическое охлаждение является оптимальным выбором для решения проблем с экстремальным тепловым потоком при увеличении плотности теплового потока.
- Высокая электропроводность жидкого металла позволяет приводить его в движение с помощью электромагнитного насоса без каких-либо движущихся частей, что обеспечивает высокую эффективность, низкое энергопотребление и отсутствие шума.
- Трубы из жидкого металла можно гибко укладывать, многократно сгибать и легко обеспечивать передачу тепла на большие расстояния.
- Жидкий металл нелегко испаряется или вытекает, он безопасен, нетоксичен, химически стабилен и может обеспечить эффективную, долгосрочную и стабильную работу мощных систем охлаждения (> 1 кВт).
В целом, благодаря своим превосходным возможностям теплопроводности и теплопередачи, технология жидкометаллического охлаждения может обеспечить комплексное и эффективное решение задач охлаждения высокой мощности. Ожидается, что он создаст ряд новых методов, приложений и продуктов в промышленной, гражданской и даже военной областях, сыграв значительную роль.