Efektywne chłodzenie srebrem i diamentami

W Georgia Tech Research Institute (GTRI) powstaje materiał, który ma pomóc w chłodzeniu niewielkich urządzeń elektronicznych używanych w systemach wojskowych. Mieszanina srebra i diamentów charakteryzuje się wyjątkowo dobrym przewodnictwem ciepłym przy jednoczesnej słabej rozszerzalności.

Kolejne zalety tego materiału to możliwość manipulowania stosunkiem srebra do diamentów dzięki czemu można dopasowywać jego właściwości do zastosowań oraz możliwość zastosowania jego niezwykle cienkiej warstwy.

Jason Nadler, szef zespołu badawczego mówi, że wstępne testy wykazały, że warstwa materiału o grubości 250 mikrometrów, którego 50 procent stanowią diamenty, obniża temperaturę z 285 do 181 stopni Celsjusza. Zwiększając odsetek diamentów (a może ich być w materiale nawet 85%) uzyskujemy lepsze przewodnictwo cieplne. Obecnie żaden inny materiał nie jest w stanie zapewnić tak dobrego rozpraszania ciepła przy tak cienkiej warstwie.

Diament to najlepiej przewodzący ciepło materiał naturalny. Jego przewodność cieplna wynosi 2000 wat na metr Kelwin. Wartość dla srebra to 400 W/(m-K).

Oczywiście idealnym materiałem do odbioru ciepła byłby diament, jednak dodawanie srebra jest konieczne, by związać luźne fragmenty diamentu (uczeni z GTRI stosują kawałki wielkości ziarnka piasku), precyzyjnie przyciąć materiał do układu, który ma być chłodzony, dostosować rozszerzalność materiału do rozszerzalności chłodzonego układu oraz stworzyć wydajny wymiennik ciepła pomiędzy kawałkami diamentu. Ponadto srebro pozwala na łatwe przymocowanie materiału do powierzchni chłodzonych układów.

srebro diament Jason Nadler Georgia Tech Research Institute chłodzenie układ scalony