ในขอบเขตของอุปกรณ์กำลังสูง เช่น LED เลเซอร์ และห้องเซิร์ฟเวอร์ที่กว้างขวาง การกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยาวนาน การทำความเข้าใจบทบาทสำคัญของการนำความร้อนและวัสดุที่เกี่ยวข้องเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำความเย็นให้สูงสุด
ความสำคัญของการนำความร้อน:
ที่อุณหภูมิห้อง วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงกว่าจะช่วยให้กระจายความร้อนได้เร็วขึ้น โลหะบริสุทธิ์หรือโลหะผสม เช่น ทองแดง (401W/(m·K)) และอะลูมิเนียม (ประมาณ 237W/(m·K)) มักถูกนำมาใช้เนื่องจากมีค่าการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม สิ่งนี้แตกต่างโดยสิ้นเชิงกับอากาศ โดยมีค่าการนำความร้อนอยู่ที่ 0.026 W/(m·K) ซึ่งต่ำกว่าโลหะหลายพันเท่า ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการกระจายความร้อนอย่างมาก
การแก้ไขช่องว่างด้วยวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง:
ช่องว่างที่เต็มไปด้วยอากาศบนพื้นผิวสัมผัสที่ไม่เรียบทำให้เกิดความท้าทายต่อการถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อบรรเทาปัญหานี้ จึงมีการใช้วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงเพื่อเติมเต็มช่องว่างเหล่านี้ จาระบีระบายความร้อนเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปโดยมีค่าการนำความร้อนอยู่ระหว่าง 0.8 ถึง 5.0 W/(m·K) แพร่หลายใน CPU ของคอมพิวเตอร์ในครัวเรือนและเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ อย่างไรก็ตาม แต่ก็ยังถือว่ายังด้อยอยู่เมื่อเทียบกับส่วนประกอบที่เป็นโลหะ
การเพิ่มขึ้นของวัสดุความร้อนที่ใช้แกลเลียมเหลว:
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุระบายความร้อนที่ใช้แกลเลียมเหลวได้รับความนิยม ด้วยค่าการนำความร้อนตั้งแต่ 15 ถึง 30 W/(m·K) วัสดุเหล่านี้จึงมีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนที่เหนือกว่า โดยคงอยู่ในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิห้อง มีความสามารถพิเศษในการเติมช่องว่างได้อย่างอิสระ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อน
แนะนำตัว ฟอยล์โลหะผสมอินเดียมดีบุก เพื่อการระบายความร้อนที่ดียิ่งขึ้น:
ในการพัฒนาล่าสุด อุปกรณ์กำลังสูงรุ่นที่สามใช้ฟอยล์โลหะผสมอินเดียมดีบุกซึ่งมีจุดหลอมเหลวระหว่าง 50-70°C วัสดุฟอยล์ที่มีความยืดหยุ่นนี้มีค่าการนำความร้อน 35-85W/(m·K) และมีความสามารถในการอุดช่องว่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยิ่งไปกว่านั้น เมื่ออุปกรณ์เหล่านี้ทำงานที่จุดหลอมเหลว ฟอยล์จะเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลว โดยใช้ประโยชน์จากข้อดีของโลหะเหลว
บทสรุป:
การกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยาวนานของอุปกรณ์กำลังสูง การใช้ประโยชน์จากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูง เช่น วัสดุความร้อนที่ใช้แกลเลียมเหลวและฟอยล์โลหะผสมอินเดียมดีบุก ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้นและความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้นในการใช้งานเฉพาะทาง สำรวจความก้าวหน้าล่าสุดในด้านวัสดุระบายความร้อนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการความร้อนในอุปกรณ์กำลังสูงของคุณ