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소재분류 - "초고열전도율" 소재

시간 : 2023-12-05 조회수 : 8

5배로 뽑아낸 "초고열전도율" 소재G

5G 기지국은 확실히 전송 전력, 대역폭, 사용자 연결 수 등의 측면에서 4G에 비해 크게 향상되었습니다. 그러나 4G/5G 장비의 기지국 전력 소비 비교 테스트를 살펴보면, 5G 기지국의 단일 스테이션 전력 소비는 2.5G 단일 스테이션의 약 3.8~4배입니다! 업계 관계자는 AAU 전력 소모량이 크게 늘어난 것이 5G 전력 소모 증가의 주요 원인이라고 주장한다. AAU의 중국어 이름은 주로 기저대역 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 다음 이를 고주파 무선 주파수 신호로 변조하는 역할을 하는 "능동형 안테나 장치"입니다. 이 신호는 PA(전력 증폭기)에 의해 충분한 전력으로 증폭됩니다. ) 안테나에서 방출됩니다.

 

또한 5G 회로의 트랜지스터는 점점 작아지고 있으며 이로 인해 누설 전류 및 누설 전력 소비가 증가할 것입니다. 칩의 누설 전류는 온도에 따라 변합니다. 칩 온도가 상승하면 정적 전력 소비가 기하급수적으로 증가합니다. 따라서 기지국이 합리적인 온도 범위 내에서 작동하도록 첨단 방열 기술을 도입하면 기지국의 전력 소비를 크게 줄일 수 있습니다.

 

즉, 5G 장비는 4G 대비 30배의 발열량을 가지지만, 내부 공간은 4G 장비 대비 5%로 줄어든다는 뜻이다! 즉, 10G 장비의 열밀도는 4G 장비의 XNUMX배에 가깝습니다!

 

이러한 열밀도의 엄청난 증가는 5G 기술의 발전과 방열 사이의 모순이 얼마나 현저한지를 보여줍니다. 초고열 전도성 개스킷에 대한 수요가 폭발적으로 늘어난 것도 당연합니다!

 

업계의 현재 상황으로 판단할 때, 열 전도성 필러로서 보다 신뢰할 수 있는 후보에는 다음 재료가 포함됩니다.

자재열전도율(W/mK)안정격리밀도(g/cc)
Al2O338좋은좋은4
Si15좋은좋은2.6
SiC83.6-220좋은나쁜3.2
알엔80-320나쁜좋은3.3
BN60-300좋은좋은2.3


열전도율은 알루미나보다 훨씬 높아야 하며, 우수한 절연 특성을 갖는 유일한 두 선수는 AlN 질화알루미늄과 BN 질화붕소입니다.

질화알루미늄 AlN의 표면은 매우 활성적입니다. 수분을 흡수한 후 쉽게 가수분해되어 Al(OH)3를 생성하는데, 이는 포논 경로를 방해하고 열전도에 심각한 영향을 미칩니다.

AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑

연구에 따르면 AlN의 가수분해 반응은 더 낮은 온도에서도 발생할 수 있으며 전천후 가수분해 플레이어입니다.

40nm 질화알루미늄 가수분해 TEM 현미경 사진. 그러나 전자 등급 재료로서 자격을 얻으려면 이중 85 고온 및 습도 테스트를 통과해야 합니다. 따라서 AlN 필러의 표면을 처리하여 나노 크기의 치밀한 산화물 층을 형성함으로써 AlN 입자 하나하나를 비옷으로 감싸는 것과 같습니다. 이론적으로 수분 흡수 및 가수분해 문제는 쉽게 해결됩니다.

 

BN 질화붕소는 열전도율이 높고 절연성이 매우 좋아 '백색 그래핀'이라는 별명을 갖고 있다. 실리콘 고무 기재에 많은 양을 첨가하면 그 자체로 열전도율을 몇 배나 향상시킬 수 있습니다.

 

그러나 BN 표면에는 활성 작용기가 부족하고 화학적 특성이 너무 안정적이어서 BN 나노입자가 젖어 폴리머 기판과 상용성이 어렵고 분산이 좋지 않으며 응집하기가 매우 쉽습니다. 이는 포논 전도 경로의 효과적인 설정에 영향을 미칠 것입니다.

연구에 따르면 BN 첨가량이 180부를 초과하면 점도가 급격히 증가하고 기계적 특성이 크게 감소하는 것으로 나타났습니다. 알루미나의 표면 처리 계획을 참고하면 BN 개질 처리에는 친환경적이고 간단하며 효율적인 방법이 부족하다는 것을 알 수 있습니다.

그러나 현재 시장 지향적인 열전도성 제품은 대부분 알루미나 Al2O3 필러 시스템에 집중되어 있으며, 금속 질화물을 사용한 열전도성 가스켓 제품은 아직 극소수에 불과합니다.

------------------------------------- ----------Zhihu-Bondme(거의 안다-胶我选Bondme).

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