Thứ hai, 25/11/2019 00:46
Số 11 năm 201917 - 22Download

Kem tản nhiệt với độ dẫn nhiệt cao nền silicon chứa thành phần graphene

Mai Thị Phượng1, 2, Nguyễn Tuấn Hồng3 , Bùi Hùng Thắng1, 3*, Phạm Văn Trình1 , Nguyễn Việt Tuyên4 , Nguyễn Năng Định2 , Phan Ngọc Minh1, 3, 5

1 Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam

2 Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội

3 Trung tâm Phát triển Công nghệ cao, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam

4 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

5 Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam

Ngày nhận bài: 31/05/2019; ngày chuyển phản biện: 03/06/2019; ngày nhận phản biện: 01/07/2019; ngày chấp nhận đăng: 18/07/2019

Tóm tắt:

Kem tản nhiệt nền silicon là vật liệu giao diện nhiệt điển hình được sử dụng để nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt ở lớp tiếp giáp giữa nguồn nhiệt và bộ tản nhiệt của linh kiện điện tử. Để tăng hệ số dẫn nhiệt của kem nền silicon, các chất đệm có độ dẫn nhiệt cao được thêm vào và phân tán đồng đều trong nền kem, chẳng hạn như nhôm oxit, kẽm oxit, graphit, bột nhôm... Graphene là vật liệu có nhiều tính chất cơ lý ưu việt, trong đó có hệ số dẫn nhiệt cao (k~5000 W/m.K), do vậy vật liệu này có tiềm năng ứng dụng lớn trong lĩnh vực tản nhiệt cho các linh kiện và thiết bị công suất lớn nói chung, trong kem tản nhiệt nói riêng. Bài báo này trình bày một số kết quả thu được trong việc chế tạo và khảo sát tính chất của kem tản nhiệt nền silicon chứa thành phần graphene. Để tăng khả năng phân tán của graphene trong nền kem silicon, graphene được biến tính gắn nhóm chức -COOH và sử dụng thiết bị nghiền bi năng lượng cao 8000D Mixer/Mill trong quá trình phân tán. Kết quả khảo sát cho thấy, độ dẫn nhiệt của kem tăng lên theo hàm lượng của graphene, ứng với 1% thể tích của graphene thì độ dẫn nhiệt của kem tản nhiệt tăng lên đến 230%. Như vậy, vật liệu graphene đã giúp cải thiện tính dẫn nhiệt của kem tản nhiệt nền silicon, có tiềm năng ứng dụng lớn trong việc nâng cao hiệu quả tản nhiệt cho các linh kiện điện tử và các thiết bị công suất lớn

Từ khóa:

graphene, hệ số dẫn nhiệt, kem tản nhiệt, silicon

Chỉ số phân loại:
1.8

High thermal conductive silicone grease containing graphene

Thi Phuong Mai1, 2, Tuan Hong Nguyen3 , Hung Thang Bui1, 3*, Van Trinh Pham1 , Viet Tuyen Nguyen4 , Nang Dinh Nguyen3 , Ngoc Minh Phan1, 3, 5

1 Materials Science Institute, Vietnam Academy of Science and Technology

2 University of Technology, Vietnam National University, Hanoi

3 High Technology Development Center, Vietnam Academy of Science and Technology

4 University of Sciences, Vietnam National University, Hanoi

5 Graduate of Science and Technology, Vietnam Academy of Science and Technology

Received: 31 May 2019; accepted: 18 July 2019

Abstract:

Silicone grease is a typical thermal interface material, which is used to improve the heat exchange efficiency in the junction between the heat source and the heat sink of electronic components. To increase the thermal conductivity of silicone grease, high thermal conductive additives (aluminum oxide, zinc oxide, graphite, aluminum powder…) are added and evenly dispersed in the based grease. Graphene is known as the material owning many excellent properties such as low density, high hardness, and high thermal conductivity. It suggests an approach to the application of graphene as an additive to enhance thermal conductivity of silicone grease. In this paper, we present some obtained results in the fabrication of high thermal conductive grease containing graphene. The 8000D Mixer/Mill (High-Energy Ball Mill) equipment was used to mix carboxylated graphene nanoplatelets (GNPs) and silicone. The thermal conductivity of the obtained grease was examined by Transient Hot Bridge THB100 equipment. The results exhibited that GNPs was efficient for the thermal conductivity enhancement of silicone grease, and it provided a thermal conductivity enhancement upto 230% with 1.00 vol.% of GNPs. The obtained results confirmed the advantages of graphene as an additive in grease for the heat dissipation of high power electronic devices

Keywords:

graphene, silicone, thermal conductivity coefficient, thermal grease

Classification number:
1.8
Lượt dowload: 554 Lượt xem: 2020

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)