열전도율이 높은 탄소 재료에 대해 알아보기

기존의 금속(알루미늄, 구리) 방열판은 고밀도, 높은 열팽창계수, 불순한 재료의 문제로 인해 방열 요구를 충족시키기 어려웠습니다. 과학 기술의 급속한 발전으로 항공 우주, 위성 통신, 고속 컴퓨터 및 기타 분야는 방열 문제에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있으며 열 관리 재료에 대한 더 높은 요구 사항이 제시됩니다.

탄소 재료는 저밀도, 고강도, 높은 열전도성 및 내화학성으로 인해 기존 금속 재료를 대체하고 차세대 고열전도 재료가 될 것으로 예상됩니다.

탄소 재료의 열전도는 주로 격자 원자의 열 진동에 의해 실현됩니다. 탄소섬유의 종류, 기질의 종류, 밀도, 비열용량, 흑연화 정도, 프리폼 구조, 섬유의 부피분율, 열처리 온도/흑연화 온도 등은 탄소재료에 영향을 미치는 주요 열전도율이다.

현재 열전도율이 높은 탄소 재료에는 주로 세 가지 유형이 있습니다.

1. 다이아몬드 소재

현재 천연다이아몬드는 천연재료 중 열전도율이 가장 높은 것으로 알려져 있으며 상온 열전도율은 2000~2100W/(m·K) 정도이다. 동시에 다이아몬드는 우수한 절연체이자 이상적인 기판 방열 재료이기도 합니다. 현재 화학기상증착법으로 제조된 다이아몬드 탄소막은 고품질과 저비용이라는 장점이 있다.

2. 흑연 소재

흑연은 6개의 프리즘 면과 2개의 조밀한 베이스 면으로 구성됩니다. 그것은 육각형 구조에 속하며 주로 천연 흑연과 인조 흑연의 두 가지 범주로 나뉩니다. 상온에서 일반 흑연의 열전도율은 70 ~ 150W/(m∙K)에 불과하지만 002 결정면의 천연 흑연은 실온에서 2200W/(m∙K)에 도달할 수 있습니다. 표면의 열전도율도 2000W/(m∙K)에 도달했습니다.

3. 그래핀 소재

그래핀 소재는 정육각형에 가깝게 배열된 탄소 원자의 단일 층으로 구성된 2차원 평면 구조로 구성됩니다. 벌집 모양이며 흑연에서 박리 된 탄소 원자 표면 재료의 단일 층입니다. 미세기계적 박리법, 에피택시 성장법, 화학기상증착법, 그래핀 산화물 화학적 환원법이 그래핀의 주요 제조 방법이다. 단층 부유 그래핀의 실온 열전도율은 3000~5300W/(m∙K))에 도달할 수 있습니다.

탄소 원자는 특별한 배열을 가지고 있습니다. 일반적으로 사용되는 탄소재료는 구조가 거대하고 열전도율이 이방성이어서 흑연 결정면 방향으로 열전도율이 높은 반면 결정면 사이의 열전도율은 매우 작다. 선호하는 방향은 두께 방향의 열전도율을 제한합니다.

그러나 탄소 재료의 장점을 무시할 수 없습니다. 견제와 균형을 이용한 열관리 재료는 특히 좁은 공간에서 열유속이 큰 부품의 방열에 적합하며, 차세대 전자부품의 개발요구를 충족시킬 수 있으며, 현대 산업, 국방 및 첨단 기술.