Výzkumný tým pod vedením Prof.Huang XingyiaDr. Shi KunmingzUniverzita Shanghai Jiao Tongvyvinula avícevrstvá tepelně vodivá a elektricky izolační páska (MTCEIT). Tato inovace umožňuje snížení teploty CPU až o9 stupňů, nabízející nové řešení pro odvod tepla v kompaktních elektronických zařízeních.
Sendviče struktury MTCEITgrafenový papír(jádro s vysokou tepelnou vodivostí) meziLepicí vrstvy PBCOEA plněné BNNS{0}}, v kombinaci s akompozitní podklad ze silikonové pryže (SR).naplněnéhexagonální nitrid boru (h-BN)vločky. Při tloušťce cca300 μm, páska dosáhne anv-rovinné tepelné vodivosti 121,22 W/m·K, a objemový odpor 5,07×10¹¹ Ω·cma aWeibullova charakteristická průrazná pevnost 36,9 kV/mm.
V reálných-testech MTCEIT snížilTeplota procesoru tenkých notebooků o 9 stupňůa stabilizovanýkolísání snímkové frekvence videa v rámci menší nebo rovné 0,1 fpsv ultra-tenkých chytrých telefonech bez aktivního chlazení.
Studie s názvem"Vícevrstvé tepelně vodivé pásky na bázi grafenového papíru- s výjimečnou elektrickou izolací pro vysoký rozptyl tepelného toku,"byla zveřejněna vPokročilé funkční materiály (AFM).
Obrázek 1. Návrh MTCEIT.
(a) Schematické znázornění systému rozptylu tepla v kompaktních elektronických zařízeních obsahujících MTCEIT.
(b) Rozložení povrchové teploty pásek s různými strukturami za podmínek ustáleného{0}}stavu v simulacích metodou konečných prvků.
(c–e) Maximální rovnovážná teplota zdroje tepla v simulacích metodou konečných prvků jako funkce (c) poměru tloušťky každé vrstvy, (d) tepelné vodivosti adhezivních vrstev v -rovině (κ//) a skrz -rovinu (κ⊥) a (e) mezipovrchového tepelného odporu stejně jako κ vrstvy mezi adhezivem{/ lepidlem{} a adhezivní vrstvou{} a podkladovou vrstvou.
Obrázek 2. Struktura a mechanické vlastnosti MTCEIT.
(a) Optické obrazy MTCEIT a komerčního grafenového papíru.
(b) průřezové{0}}a (c) mezivrstvové kompaktní kontaktní SEM snímky MTCEIT.
(d) EDS spektrum a (e) XRD obrazec MTCEIT.
(f) Stavy ohybu a (g) tvarování MTCEIT.
(h) Křivka tahové napětí-deformace MTCEIT.
Obrázek 3. Tepelná vodivost a elektrická izolace MTCEIT.
Obrázek 4. Odvod tepla tenkého notebooku.
(a) Optický obraz základní desky notebooku. Velikost MTCEIT je 130 mm × 60 mm.
(b) Schematické znázornění zjednodušeného systému odvodu tepla CPU.
(c) Infračervené tepelné snímky notebooku.
(d) Kolísání teploty a (e) Teplota CPU při 1200 s. Vložka v (d) ukazuje optický obraz testovaného notebooku.
Všechny testy byly prováděny za normálních provozních podmínek. Teplota byla měřena vestavěným-senzorem CPU a monitorována pomocí softwaru AIDA64 Extreme.
Obrázek 5. Odvod tepla ultra-tenkého smartphonu bez aktivního chlazení.
