Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали эффективный и недорогой способ охлаждения электронных устройств, выделяющих много тепла, например, лазеров и устройств силовой электроники. Новая технология охлаждения основана на использовании радиатора, выполненного из медно-графенового композита, присоединяемого к электронному устройству с помощью индий-графеновой соединительной пленки. Установлено, что медно-графеновый состав охлаждает предметы на 25% быстрее, чем чистая медь.
Медно-графеновый и индий-графеновый составы имеют более высокую теплопроводность, что позволяет эффективнее охлаждать устройства. Кроме того, медно-графеновый композит дешев и прост в производстве. Медь – дорогой материал, поэтому замена части ее на графен снижает общую стоимость радиатора.
Образцы графенового композита с матрицей из меди были подготовлены с использованием метода электрохимического соосаждения из раствора CuSO4 с суспензией оксида графена. Теплопроводность образцов различной толщины и с различным количеством осажденной меди определялась методом 3-omega. Пленки медно-графенового композита толщиной свыше 200 микрон имели теплопроводность от 380 Вт/м·К до 460 Вт/м·К при 300 К (27 °C), что даже выше чем у электролитической меди. Теплопроводность медно-графеновых пленок уменьшалась с 510 Вт/м·К при 250 K (–23 °C) до 440 Вт/м·К при 350 K (77°C).
Для моделирования теплопроводности образцов композитов и определения термической проводимости контакта меди и графена был использован метод EMA (Effective medium approximation). Значения проводимости термического контакта свыше 1.2 ГВт/м2, полученные с помощью моделей акустического и диффузного несоответствия, а также на основании EMA моделирования экспериментальных результатов, показали, что для дальнейшего повышения теплопроводности медно-графеновых композитов тепловое сопротивление контакта не является ограничивающим фактором.
Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали эффективный и недорогой способ охлаждения электронных устройств, выделяющих много тепла, например, лазеров и устройств силовой электроники. Новая технология охлаждения основана на использовании радиатора, выполненного из медно-графенового композита, присоединяемого к электронному устройству с помощью индий-графеновой соединительной пленки. Установлено, что медно-графеновый состав охлаждает предметы на 25% быстрее, чем чистая медь.
Медно-графеновый и индий-графеновый составы имеют более высокую теплопроводность, что позволяет эффективнее охлаждать устройства. Кроме того, медно-графеновый композит дешев и прост в производстве. Медь – дорогой материал, поэтому замена части ее на графен снижает общую стоимость радиатора.
Образцы графенового композита с матрицей из меди были подготовлены с использованием метода электрохимического соосаждения из раствора CuSO4 с суспензией оксида графена. Теплопроводность образцов различной толщины и с различным количеством осажденной меди определялась методом 3-omega. Пленки медно-графенового композита толщиной свыше 200 микрон имели теплопроводность от 380 Вт/м·К до 460 Вт/м·К при 300 К (27 °C), что даже выше чем у электролитической меди. Теплопроводность медно-графеновых пленок уменьшалась с 510 Вт/м·К при 250 K (–23 °C) до 440 Вт/м·К при 350 K (77°C).
Для моделирования теплопроводности образцов композитов и определения термической проводимости контакта меди и графена был использован метод EMA (Effective medium approximation). Значения проводимости термического контакта свыше 1.2 ГВт/м2, полученные с помощью моделей акустического и диффузного несоответствия, а также на основании EMA моделирования экспериментальных результатов, показали, что для дальнейшего повышения теплопроводности медно-графеновых композитов тепловое сопротивление контакта не является ограничивающим фактором.
Перевод: Mikhail R по заказу РадиоЛоцман
На английском языке: Researchers Propose to Use Copper-Graphene Composite to Cool-Down Electronics