Et forskerhold ledet af prof.Huang XingyiogDr. Shi KunmingfraShanghai Jiao Tong Universitethar udviklet enflerlags termisk ledende og elektrisk isolerende tape (MTCEIT). Denne innovation muliggør en CPU-temperaturreduktion på op til9 grader, der tilbyder en ny løsning til varmeafledning i kompakte elektroniske enheder.
MTCEIT struktur sandwichgrafen papir(høj termisk ledningsevne kerne) mellemBNNS-fyldte PBCOEA-klæbende lag, kombineret med ensilikonegummi (SR) komposit bagsidefyldt medsekskantet bornitrid (h-BN)flager. I en tykkelse på ca300 μm, båndet opnår eni-plan termisk ledningsevne på 121,22 W/m·K, a volumenmodstand på 5,07×10¹¹ Ω·cm, og enWeibull karakteristisk nedbrydningsstyrke på 36,9 kV/mm.
I tests fra den virkelige-verden reducerede MTCEITCPU-temperatur på tynde bærbare computere med 9 graderog stabiliseretvideo frame rate udsving inden for mindre end eller lig med 0,1 fpsi ultra-tynde smartphones uden aktiv køling.
Undersøgelsen, med titlen"Graphene Paper-Baserede flerlags termisk ledende tape med enestående elektrisk isolering til høj varmefluxafledning,"blev udgivet iAvancerede funktionelle materialer (AFM).
Figur 1. Design af MTCEIT.
(a) Skematisk illustration af et varmeafledningssystem i kompakte elektroniske enheder, der indeholder MTCEIT.
(b) Overfladetemperaturfordeling af bånd med forskellige strukturer under stabile-tilstande i finite element-simuleringer.
(c–e) Varmekildens maksimale ligevægtstemperatur i finite element-simuleringerne som funktion af (c) tykkelsesforholdet af hvert lag, (d) i-planet (κ//) og gennem-planet (κ⊥) termisk ledningsevne af klæbemiddellagene, og (e) den termiske modstand mellem det adhæsive lag og det adhæsive lag ultrahøjt-κ// lag samt mellem det klæbende lag og baglaget .
Figur 2. Struktur og mekaniske egenskaber af MTCEIT.
(a) Optiske billeder af MTCEIT og kommercielt grafenpapir.
(b) Tværsnit og (c) mellemlags kompakte kontakt SEM-billeder af MTCEIT.
(d) EDS-spektrum og (e) XRD-mønster for MTCEIT.
(f) Bøjning og (g) formningstilstande af MTCEIT.
(h) Trækspænding-strain kurve for MTCEIT.
Figur 3. Termisk ledningsevne og elektrisk isolering af MTCEIT'erne.
Figur 4. Varmeafledning af en tynd bærbar computer.
(a) Optisk billede af den bærbare computers bundkort. Størrelsen på MTCEIT er 130 mm × 60 mm.
(b) Skematisk illustration af det forenklede CPU-varmeafledningssystem.
(c) Infrarøde termiske billeder af den bærbare computer.
(d) Temperaturvariation og (e) CPU-temperatur ved 1200 s. Indsatsen i (d) viser det optiske billede af den testede bærbare computer.
Alle test blev udført under normale driftsforhold. Temperaturen blev målt af den indbyggede- CPU-sensor og overvåget ved hjælp af AIDA64 Extreme-software.
Figur 5. Varmeafledning af en ultra-tynd smartphone uden aktiv køling.
