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美國新型納米級(jí)氧化鋅涂料提升半導(dǎo)體散熱效率


來源:中國建材網(wǎng)

美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室(PacificNorthwestNationalLaboratory)以及奧勒岡州立大學(xué)(OregonStateUniversity)的研究人員稱,一種新研發(fā)的納米級(jí)涂料能大幅提升半導(dǎo)體等器件的散熱效率。

    “在一種‘裸’鋁基材的納米結(jié)構(gòu)化表面,我們觀察到以10倍速改善的熱傳導(dǎo)系數(shù)(heattransfercoefficient);而在這些納米結(jié)構(gòu)化表面上也能量測到4倍速改善的臨界熱通量(criticalheatflux)!蔽鞅碧窖髧覍(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人TerryHendricks表示;他是與澳樂高州立大學(xué)教授Chih-hungChang一起進(jìn)行上述研究的。

    該種納米涂布方法稱為“微反應(yīng)器輔助納米材料沉積(microreactorassistednanomaterialdeposition,MAND)”,是將一種氧化鋅微粒沉積在鋁與銅基材上;有了納米結(jié)構(gòu)化的涂料加持,熱傳導(dǎo)就變得更有效率。研究人員表示,他們研發(fā)的涂布技術(shù)有助于先進(jìn)激光器件、雷達(dá)或功率電子器件的散熱,可應(yīng)用在高性能計(jì)算機(jī)、軍事航天、電動(dòng)車或是再生能源系統(tǒng)。

    研究人員指出,納米級(jí)氧化鋅涂料能讓銅片的散熱系數(shù)提升十倍。至于MAND技術(shù)的散熱機(jī)制,目前則還在研究中,不過顯然是因?yàn)楦呙芏鹊某珊它c(diǎn)(nucleationsites)以及較佳的毛細(xì)現(xiàn)象(capillarypumpingaction),導(dǎo)致這些基材的每一表面積單位熱傳導(dǎo)效率有所改善。

    若在采用微通道體系結(jié)構(gòu)(microchannelarchitectures)的強(qiáng)制性液體冷卻系統(tǒng)上應(yīng)用,研究人員假定其技術(shù)能夠在成核點(diǎn)密度之間開啟一種關(guān)鍵折衷(tradeoff),讓液體氣泡的頻率與氣泡直徑能被優(yōu)化,使系統(tǒng)散熱效能發(fā)揮到最大程種關(guān)度。
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