עברו כמעט שנתיים מאז שה-5G נכנסה לשלב המסחרי, והתעשייה החלה להתגבש. ביולי השנה, נתוני משרד התעשייה וטכנולוגיות המידע הראו שהמדינה שלי בנתה את רשת הרשת העצמאית 5G הגדולה בעולם, פתחה 961,000 תחנות בסיס 5G, ומספר חיבורי מסוף ה-5G הגיע ל-365 מיליון. כמעט 1,600 פרויקטים של "5G+אינטרנט תעשייתי" פועלים.

עידן ה-5G השיג שידור בתדר גבוה ובמהירות גבוהה, אך הוא גם יביא אתגרים גדולים יותר של צריכת חשמל וייצור חום עבור מתקנים וציוד קצה. לדוגמה, טלפונים ניידים 5G משודרגים לכיוון של ביצועים גבוהים יותר, איכות מסך גבוהה יותר, אינטגרציה גבוהה יותר, קלים ודקים יותר, וייצור החום המקיף שלהם גדל משמעותית בהשוואה לטלפונים ניידים 4G. מבחינת תחנות בסיס, צריכת החשמל של תחנות בסיס 5G הגיעה לתחנה בודדת. 2~3 פעמים מתחנת בסיס יחידה של 4G.

ניסויים הוכיחו שהאמינות של רכיבים אלקטרוניים יורדת ב-10% בכל פעם שהטמפרטורה של רכיבים אלקטרוניים עולה ב-2°C. הצטברות החום הנגרמת מעבודתם של מוצרים אלקטרוניים תגרום למוצרים אלקטרוניים להתחמם, לקפוא, להתרסק או אפילו להתפוצץ. ניהול תרמי של מוצרים אלקטרוניים הפך להיות המפתח לצורך הדחוף של התעשייה לפתור.

עם זאת, פתרון הקירור היחיד המסורתי אינו יכול עוד לעמוד בדרישות הקירור המגוונות של מוצרים בעלי ביצועים גבוהים. אם לוקחים טלפונים ניידים 5G כדוגמה, התעשייה מאמינה שהדרישות לפיזור חום של טלפונים ניידים 5G אינן שדרוגי פיזור חום רגילים, אלא צריך להשיג שיפור מקיף באמצעות חומרים חדשים לפיזור חום ותכנון פיזור חום תלת מימדי.

אז איך תעשיית הניהול התרמי צריכה להמשיך לחדש ולהתפתח? מהם חומרי הניהול התרמיים ותכניות העיצוב החמים ביותר כרגע?

1. דיון על שיטת פיזור חום משולבת רב-חומרית ותלת מימדית של מוצרים אלקטרוניים

הטמפרטורה של מקור החום שווה למכפלת טמפרטורת הסביבה בתוספת כוח החימום והתנגדות העברת החום. צ'ן ג'יליאנג אמר כי הדרישות הנוכחיות לטמפרטורה של רכיבים אלקטרוניים לא השתנו, אך כמות החום שנוצרה גדלה באופן משמעותי. הדרישה האינטואיטיבית היא להפחית את התנגדות העברת החום.

אמצעים להפחתת התנגדות תרמית כוללים הגדלת מוליכות תרמית, הגדלת פליטות, הפחתת מרחק העברת חום, הגדלת שטח והגדלת קצב הזרימה. אבל המציאות אכזרית. אם לוקחים שבבים כדוגמה, צריכת החשמל הולכת וגדלה, אך השטח והנפח לא גדלו משנה לשנה.

"שיטה אחת לא יכולה עוד לענות על הדרישה להולכת חום". לדבריו, מבחינת אמצעים החומריים, התעשייה רודפת אחר חומרים בעלי מוליכות תרמית גבוהה יותר ופליטת פני השטח גבוהה יותר, אך התקדמות טכנולוגיית החומר אינה יכולה לעמוד בקצב העלייה בייצור החום; באמצעים מבניים מצד אחד, התעשייה רודפת אחרי שטח גדול יותר וחלל גדול יותר לפיזור חום, אבל זה מנוגד לרב-פונקציונליות ולקומפקטיות של מוצרים; מבחינת שיטות חיזוק, התעשייה רודפת אחרי קירור אוויר מאולץ, קירור נוזלים עקיף, קירור נוזלי טבילה וכו'. טכנולוגיה, אבל בדרך זו היא מביאה לעליית עלויות, רעש, רעידות ועוד בעיות.

2. השתקפויות ופריצות דרך בתפיסת העיצוב של חומרי ממשק תרמי בעידן שלאחר מור

"התכנון של חומרי ממשק תרמי הוא מערכת מורכבת של הנדסה, לא רק כדי לשפר מוליכות תרמית." אמר לי ז'אוצ'יאנג.

קח את השבב כדוגמה. השבב מתפתח לקראת אינטגרציה והספק גבוה, ואפקט אגם המחסום מביא לסכנות נסתרות שונות ולבעיות פיזור חום. הולכת חום מסורתית מאמצת את עיצוב הנוסחה של "שרף + אבקה", אך המוליכות התרמית של שרף נמוכה, פחות מ-0.5W/mK. בנוסף, לפתרון יש נתיב הולכת חום יחיד, שיש בו פגמים במעגל פתוח, ונפח מילוי החומר עלה לצוואר בקבוק. "שימוש בחומרים מוליכים תרמית מאוד כשלב הרציף ובנייה מכוונת דרך נתיבי הולכת חום יכולים להוסיף נתיבי ניהול תרמיים נוספים."

תוך פריצת דרך רעיונות העיצוב הקיימים, Li Zhaoqiang הציע תוכנית כוללת ברמת השבב והרמה של המערכת, כגון מתכת נוזלית, חומרי סיבי פחמן מכוונים, חומרים לשינוי פאזה וכו'. "שימוש באותם חומרים ועיצובים משבשים יכול גם להשיג תוצאות פורצות דרך."

3. תיעוש ויישום סרט תרמי גרפן

"זרימת תהליך הסרט התרמי של הגרפן שלנו כוללת הכנה, פירוק, ציפוי, חיתוך, טיפול מקדים, פחמול, גרפן, קלנדר, צילום, חיתוך למות ואריזה של עוגת מסנן גרפיט אוקסיד." אמר וואנג הונגצ'ון.

בהכנת עוגת סינון גרפיט תחמוצת, פתיתי גרפיט מתחמצנים בחומצה מרוכזת גבוהה המכילה חומר מחמצן חזק, ולאחר מכן עוברים תהליכים כמו כבישה, שטיפת מים וסינון לקבלת עוגת מסנן גרפיט אוקסיד. בקישור טרום-פיזור, עוגת מסנן תחמוצת גרפיט מעורבבת עם מים בפרופורציה מסוימת, ולאחר מכן מפוזרת מראש על ידי מיקסר כדי לקבל תמיסת גרפן תחמוצת פילינג לחלוטין.

הוא אמר שהסרט התרמי של הגרפן טוב יותר מגיליון הגרפיט המלאכותי, "המוליכות התרמית ואחידות הטמפרטורה של סרט פיזור החום של גרפן טובים יותר מאותו עובי של גרפיט מלאכותי, והתכונות המכניות של הסרט התרמי של הגרפן גם חזקות יותר. ."

4. ניהול תרמי של סוללת ליתיום-יון או מערכת אחסון אנרגיה

בתחום סוללות הליתיום, תמריצי בטיחות סוללות יגרמו לסוללה לייצר חום. כאשר קצב ייצור החום גדול מקצב פיזור החום, טמפרטורת הסוללה תעלה ותגרום לתגובת שרשרת של חומרי הסוללה, שתגרום לבריחה תרמית.

Jiang Fangming מאמין שגורמי גוף הסוללה וגורמי סביבת הפעולה הם גורמים אבולוציוניים ארוכי טווח, והם גם הגורמים לכמה גירויים חיצוניים. הניתוח, הגילוי וההערכה של החוקים האבולוציוניים שלהם צפויים להשיג אזהרה מוקדמת על מצב הבטיחות של המערכת.

בנוסף, בתהליך של שינויים הדרגתיים בגבול הבטיחות של הסוללה, יש צורך לעדכן באופן קבוע את סף הבקרה וללמוד את התפתחות מצב הבטיחות הפנימי.

5. ננו-חומרים: התכנסו כדי להפוך ל"מגניבים" ולעזור למנוע התחממות יתר של מוצרים אלקטרוניים

צוות של פיזיקאים מאוניברסיטת קולורדו בבולדר פתר תופעה בתחום הננו שגורמת להם לתמוה: מדוע מתאספים כמה מקורות חום קטנים במיוחד כדי שיתקררו מהר יותר. תגלית זו תתפרסם ב-Proceedings of the National Academy of Sciences, ובעתיד תוכל לסייע לציוד אלקטרוני בתעשיית הטכנולוגיה להפחית את החום ולהגביר את מהירות הפעולה.

המחקר הזה התחיל עם תופעה בלתי מוסברת. בשנת 2015, חוקרים ערכו ניסויים ברצועות מתכת דקות פי כמה משיער על מצע סיליקון. כאשר חיממו את רצועות המתכת האלה בלייזר, התרחשו כמה שינויים מוזרים.

ההתנהגות שלהם מאוד חריגה. למקורות חום אלה בקנה מידה ננו יש בדרך כלל יעילות פיזור חום נמוכה מאוד, אך אם הם עטופים היטב יחד, הם יתקררו מהר יותר.

במחקר החדש, החוקרים השתמשו בסימולציות מבוססות מחשב כדי לעקוב אחר החום הנפלט מרצועות בגודל ננומטר. נמצא שכאשר מרכיבים את מקורות החום, תנודות האנרגיה שנוצרו על ידי מקורות החום היו קופצות חזרה אחת לשניה, מפזרות את החום ומצננות את הרצועות.

תוצאות המחקר מניחות את הבסיס לתכנון של מכשירים קטנים במיוחד מהדור הבא, כמו מיקרו-מעבדים או שבבי מחשב קוונטיים. חוקרים מאמינים שמהנדסים יכולים יום אחד להשתמש בהתנהגות יוצאת דופן זו כדי לתפוס טוב יותר את זרימת החום במכשירים אלקטרוניים קטנים.

6. חומרי ציפוי המפיצים חום באמצעות "זיעה"

מוצרים אלקטרוניים משתמשים לרוב במאווררים לקירור, אך שיטה זו רועשת, צורכת אנרגיה רבה ואינה מתאימה למוצרים אלקטרוניים קטנים כמו טלפונים ניידים. צוות של מדענים סינים פיתח לאחרונה ציפוי פיזור חום למוצרים אלקטרוניים שיכולים לפזר חום כמו זיעה.

חומר מסגרת מתכת-אורגני הוא סוג חדש של חומר נקבובי שפופולרי מאוד בשנים האחרונות, ויש לו ערך יישום רב בקטליזה, אגירת אנרגיה והפרדה. הצוות של פרופסור וואנג רוזו מבית הספר להנדסת מכונות וכוח של אוניברסיטת שנגחאי ג'יאוטונג פרסם מחקר ב-American Journal of Joule ב-22, ואמר שהם קיבלו השראה ממנגנון ההזעה של יונקים ומצאו חומר מסגרת מתכת-אורגני. נקרא MIL-101(Cr). חומר זה יכול לאגור כמויות גדולות של מים ולשחרר אדי מים בעת חימום כדי להסיר את החום.

בניסוי ציפו צוות המחקר שלוש יריעות אלומיניום בגודל 16 סנטימטר רבועים בעובי של 198 מיקרון, 313 מיקרון ו-516 מיקרון וחיממו אותן. התוצאות הראו כי יריעת האלומיניום הלא מצופה חוממת ל-60 מעלות צלזיוס תוך 5.2 דקות, יריעת האלומיניום המצופה הדקה ביותר חוממת לאותה טמפרטורה תוך 11.7 דקות, ויריעת האלומיניום המצופה העבה ביותר ארכה 19.35 דקות.

צוות המחקר בדק גם מכשיר מיקרו מחשוב. בהשוואה לגוף הקירור הלא מצופה MIL-101 (Cr), גוף הקירור המצופה בחומר זה הפחית את טמפרטורת השבב של המכשיר ב-7 דקות לאחר שמכשיר המחשוב עבד בעומס גבוה במשך 15 דקות. מעלות צלזיוס.

החוקרים ציינו כי החומר המשמש בניסוי הוא פחות מ-0.3 גרם, אך האתגר הגדול ביותר למימוש יישומים תעשייתיים הוא עדיין נושא העלות. החוקרים קוראים לחזק את המחקר הרלוונטי ולהפחית את העלות של חומרי מסגרת אורגניים ממתכת.

קישור למאמר זה: כיצד לפתור את בעיית פיזור החום של מוצרים אלקטרוניים?

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין services.ISO 9001: 2015 ו- AS-9100 מוסמכים. דיוק מהיר 3, 4 ו -5 צירים עיבוד CNC שירותים כולל כרסום, מתכת לפי מפרט הלקוח, מסוגלים לחלקים מתכתיים ופלסטיים במכונה עם סובלנות +/- 0.005 מ"מ. שירותים משניים כוללים CNC וטחינה שחיקה, חיתוך לייזר,הִתעַמְלוּת,למות הליהוק, מתכת ו הַטבָּעָה. מתן אבות טיפוס, הפקות ייצור מלאות, תמיכה טכנית ובדיקה מלאה רכב, תעופה וחלל, עובש ומתקן, תאורת led,רפואי, אופניים, וצרכנים אלקטרוניקה תעשיות. אספקה ​​בזמן. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן המסירה הצפוי. אנו אסטרטגיה איתך לספק את השירותים המשתלמים ביותר שיעזרו לך להגיע ליעד שלך, ברוך הבא לפנות אלינו ( sales@pintejin.com ) ישירות לפרויקט החדש שלך.