雙層導(dǎo)熱銅管燒結(jié)石墨盤的導(dǎo)熱性能如何
雙層導(dǎo)熱銅管燒結(jié)石墨盤的導(dǎo)熱功用較為優(yōu)異,這首要得益于其共同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料特性,以下從導(dǎo)熱原理、功用表現(xiàn)、與其他材料比照幾個(gè)方面詳細(xì)分析:
導(dǎo)熱原理
雙層導(dǎo)熱銅管的效果:銅具有極高的導(dǎo)熱系數(shù)(純銅的導(dǎo)熱系數(shù)約為398W/(m·K) ),雙層結(jié)構(gòu)添加了熱傳導(dǎo)的途徑和截面積,可以快速將熱量從熱源處吸收并傳遞出去,就像高速路拓寬了車道,讓熱量傳遞的“車輛”(熱流)可以更順利、更快速地通行。
燒結(jié)石墨盤的效果:石墨本身也具有超卓的導(dǎo)熱功用,其導(dǎo)熱系數(shù)在平行于層面方向上較高(天然石墨在層面方向?qū)嵯禂?shù)可達(dá)200 - 2000W/(m·K) )。燒結(jié)石墨盤內(nèi)部的碳原子通過共價(jià)鍵形成層狀結(jié)構(gòu),熱量在層內(nèi)以晶格振蕩的方式快速傳遞,可以進(jìn)一步將銅管傳遞過來的熱量均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)盤面,確保受熱物體各部分溫度均勻。
導(dǎo)熱功用表現(xiàn)
快速升溫:因?yàn)槠涓咝У膶?dǎo)熱功用,雙層導(dǎo)熱銅管燒結(jié)石墨盤可以在短時(shí)間內(nèi)將熱量傳遞到政策區(qū)域,完結(jié)快速升溫。例如在一些需要快速熱處理的工業(yè)出產(chǎn)中,它可以在幾分鐘內(nèi)將石墨盤表面溫度從室溫升高到幾百攝氏度甚至更高,大大前進(jìn)了出產(chǎn)功率。
溫度均勻性好:雙層銅管和燒結(jié)石墨盤的協(xié)同效果,使得熱量在盤面上分布均勻。以半導(dǎo)體晶圓加工為例,晶圓放置在石墨盤上進(jìn)行熱處理時(shí),盤面各點(diǎn)的溫度差異可以控制在極小范圍內(nèi)(通常在±1℃以內(nèi)),然后確保了晶圓加工的質(zhì)量和一致性。
熱照顧速度快:當(dāng)熱源的功率發(fā)生變化時(shí),雙層導(dǎo)熱銅管燒結(jié)石墨盤可以迅速做出照顧,調(diào)整本身的溫度分布。例如在電子設(shè)備的散熱系統(tǒng)中,假定芯片的發(fā)熱功率忽然添加,石墨盤可以快速將剩下的熱量傳遞出去,避免芯片溫度過高而影響功用。
與其他材料比照
比照材料 導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m·K)) 導(dǎo)熱功用特征
一般金屬(如鋁) 約237 導(dǎo)熱功用較好,但相比銅稍差,且在高溫下強(qiáng)度和耐腐蝕性或許不如銅 - 石墨復(fù)合結(jié)構(gòu)
陶瓷材料 一般低于50 導(dǎo)熱功用較差,首要用于絕緣和耐高溫場合,無法滿意高導(dǎo)熱需求
單層銅管石墨盤 導(dǎo)熱系數(shù)取決于銅和石墨的導(dǎo)熱功用,但單層結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱功率相對(duì)較低 熱量傳遞途徑和截面積較小,升溫速度和溫度均勻性或許不如雙層結(jié)構(gòu)
雙層導(dǎo)熱銅管燒結(jié)石墨盤 歸納銅和石墨的導(dǎo)熱優(yōu)勢,導(dǎo)熱功用優(yōu)異 快速升溫、溫度均勻性好、熱照顧速度快
影響導(dǎo)熱功用的要素
銅管和石墨的質(zhì)量:純度越高、雜質(zhì)越少的銅和石墨,其導(dǎo)熱功用越好。例如,高純度的銅管可以減少熱量在傳遞過程中的損耗,前進(jìn)導(dǎo)熱功率。
燒結(jié)工藝:燒結(jié)石墨盤的工藝水平會(huì)影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)密性和均勻性,然后影響導(dǎo)熱功用。超卓的燒結(jié)工藝可以使石墨顆粒之間結(jié)合嚴(yán)密,減少熱阻,前進(jìn)導(dǎo)熱功率。
接觸熱阻:雙層導(dǎo)熱銅管與燒結(jié)石墨盤之間的接觸熱阻也會(huì)影響全體的導(dǎo)熱功用。假定兩者之間接觸不良,存在空氣空地等,會(huì)添加熱阻,下降熱量傳遞功率。因此,在制作過程中需要采納方法確保兩者之間的嚴(yán)密接觸。
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