Τα κορυφαία δέκα χρησιμοποιούμενα θερμικά αγώγιμα υλικά

Η θερμική αγωγιμότητα είναι ένα μέτρο της ικανότητας ενός υλικού να διεξάγει θερμότητα. Τα υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα μεταφέρουν θερμότητα αποτελεσματικά και απορροφούν γρήγορα τη θερμότητα από το περιβάλλον. Αντίθετα, οι κακοί θερμικοί αγωγοί εμποδίζουν τη ροή θερμότητας και απορροφούν αργά τη θερμότητα από το περιβάλλον. Σύμφωνα με τις κατευθυντήριες γραμμές S.I (System International), η μονάδα θερμικής αγωγιμότητας για τα υλικά είναι watt ανά μέτρο Kelvin (w/m•Κ). Τα δέκα πρώτα θερμικά αγώγιμα υλικά και οι μετρήσεις θερμικής αγωγιμότητας τους συνοψίζονται παρακάτω. Δεδομένου ότι η θερμική αγωγιμότητα ποικίλλει ανάλογα με τον εξοπλισμό δοκιμής θερμικής αγωγιμότητας που χρησιμοποιείται και το περιβάλλον μέτρησης, αυτές οι τιμές θερμικής αγωγιμότητας είναι μέσες τιμές.

Τα κορυφαία δέκα χρησιμοποιούμενα θερμικά αγώγιμα υλικά

1 Diamond-2000 ~ 2200 w/m•K

Το Diamond είναι ένα από τα πιο θερμικά αγώγιμα υλικά, με τιμές πέντε φορές υψηλότερες από το χαλκό, το πιο παραγόμενο μέταλλο στις Ηνωμένες Πολιτείες. Τα άτομα με διαμάντια αποτελούνται από μια απλή σπονδυλική στήλη άνθρακα, μια ιδανική μοριακή δομή για αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας. Γενικά, τα υλικά με την απλούστερη χημική σύνθεση και τη μοριακή δομή συνήθως έχουν τις υψηλότερες τιμές θερμικής αγωγιμότητας. Τα διαμάντια αποτελούν βασικό στοιχείο πολλών σύγχρονων χεριών - Διατηρούμενες ηλεκτρονικές συσκευές. Στα ηλεκτρονικά προϊόντα, μπορεί να προωθήσει τη διάχυση της θερμότητας και να προστατεύσει τα ευαίσθητα μέρη των υπολογιστών. Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του Diamond είναι επίσης πολύ χρήσιμη για τον έλεγχο των πολύτιμων λίθων σε κοσμήματα. Προσθέτοντας μόνο μια μικρή ποσότητα διαμαντιού στα εργαλεία και τις τεχνικές σας μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο στη θερμική απόδοση.

2. Ασημί-429 w/m•K

Το ασήμι είναι ένας σχετικά φθηνός και άφθονος αγωγός θερμότητας. Το ασήμι είναι ένα υλικό για πολλά σκεύη και είναι εύπλαστο, καθιστώντας το ένα από τα πιο ευπροσάρμοστα μέταλλα. Το 35% του αργύρου που παράγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικά εργαλεία και ηλεκτρονικά (US Geological Survey Minerals World 2013). Το Silver Paste, ένα από το προϊόν του Silver, αναπτύσσεται σε ζήτηση λόγω της χρήσης του ως εναλλακτική λύση φιλικής προς το περιβάλλον. Η ασημένια πάστα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή φωτοβολταϊκών κυττάρων, τα οποία αποτελούν σημαντικό συστατικό των ηλιακών συλλεκτών.

3 Χαλκός-398 w/m•K

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο χαλκός είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μέταλλο για τη δημιουργία συσκευών μεταφοράς θερμότητας. Ο χαλκός έχει υψηλό σημείο τήξης και μέτριο ρυθμό διάβρωσης. Και μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την απώλεια ενέργειας στη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας. Τα μεταλλικά τηγάνια, οι σωλήνες ζεστού νερού και τα καλοριφέρ αυτοκινήτων είναι μόνο μερικές συσκευές που εκμεταλλεύονται τη θερμότητα του χαλκού - Ιδιωτικές ιδιότητες.

4. Χρυσός-315 w/m•K

Ο χρυσός είναι ένα σπάνιο και πολύτιμο μέταλλο που χρησιμοποιείται σε συγκεκριμένες εφαρμογές μεταφοράς θερμότητας. Σε αντίθεση με το ασήμι και το χαλκό, ο χρυσός γενικά δεν αμαυρώνεται και είναι ιδιαίτερα ανθεκτικός στη διάβρωση.

5. Νιτρίδιο αλουμινίου-310 w/m•K

Το νιτρίδιο αλουμινίου χρησιμοποιείται συχνά ως υποκατάστατο του οξειδίου του βηρυλλίου. Σε αντίθεση με το οξείδιο του βηρυλλίου, το νιτρίδιο του αλουμινίου δεν αποτελεί κίνδυνο για την υγεία στην παραγωγή, αλλά εξακολουθεί να παρουσιάζει παρόμοιες χημικές και φυσικές ιδιότητες στο οξείδιο του βηρυλλίου. Το νιτρίδιο του αλουμινίου είναι ένα από τα λίγα υλικά που είναι γνωστό ότι είναι ηλεκτρικά μονωτικά και έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Έχει εξαιρετική αντοχή σε θερμικό σοκ και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ηλεκτρικός μονωτής για μηχανικά τσιπ.

6. Carbide πυριτίου-270 w/m•K

Το καρβίδιο του πυριτίου είναι ένας ημιαγωγός που αποτελείται από άτομα πυριτίου και άτομα άνθρακα σε ισορροπία. Μια σύντηξη πυριτίου και άνθρακα, οι δύο συνδυάζονται για να δημιουργήσουν ένα πολύ σκληρό, ανθεκτικό υλικό. Αυτό το μείγμα χρησιμοποιείται συνήθως σε φρένα αυτοκινήτων, συστατικά των στροβίλων και χρησιμοποιείται επίσης συνήθως στη χαλυβουργική παραγωγή.

7 αλουμίνιο-247 w/m•K

Το αλουμίνιο είναι λιγότερο ακριβό και χρησιμοποιείται συχνά ως υποκατάστατο του χαλκού. Αν και δεν είναι τόσο θερμικά αγώγιμο όσο ο χαλκός, το αλουμίνιο είναι άφθονο και έχει χαμηλό σημείο τήξης, καθιστώντας εύκολη την επεξεργασία. Το αλουμίνιο είναι ένα βασικό υλικό στην παραγωγή φώτων LED (διόδων εκπομπής φωτός). Τα υβρίδια χαλκού - αλουμινίου γίνονται όλο και πιο δημοφιλή επειδή εκμεταλλεύονται τις ιδιότητες τόσο του χαλκού όσο και του αλουμινίου και είναι φθηνότερα για την παραγωγή.

8. Tungsten-173 w/m•K

Το Tungsten έχει υψηλό σημείο τήξης και χαμηλή πίεση ατμών, καθιστώντας το ιδανικό υλικό για την επικοινωνία με τις συσκευές υψηλού ρεύματος. Το Tungsten είναι χημικά σταθερό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα ηλεκτρόδια ηλεκτρονικών μικροσκοπίων χωρίς να αλλάζει τη ροή του ρεύματος. Χρησιμοποιείται επίσης συνήθως σε λαμπτήρες ή ως συστατικά των σωλήνων ακτίνων καθόδου.