_ Încărcare mai rapidă cu diamante

Diamantul este cunoscut pentru conductivitatea sa termică remarcabilă. Acest lucru face ca materialul să fie ideal pentru răcirea componentelor electronice cu densități mari de putere, cum ar fi cele utilizate în procesoare, lasere semiconductoare sau vehicule electrice.

Cercetătorii de la Fraunhofer U.S., o filială internațională independentă a Fraunhofer-Gesellschaft, au a reușit să dezvolte nanomembrane subțiri ca napolitane din diamante sintetice care pot fi integrate în componente electronice, reducând astfel încărcătura termică locală de până la zece ori. Acest lucru ajută la îmbunătățirea performanței rutiere și a duratei de viață a mașinilor electrice și reduce semnificativ timpul de încărcare a bateriei.

O creștere a densității puterii și disiparea mai mare a căldurii rezultată în componentele electronice necesită materiale noi. Diamantul este cunoscut pentru conductivitatea sa termică ridicată, care este de patru până la cinci ori mai mare decât cea a cuprului. Din acest motiv, este un material deosebit de interesant atunci când vine vorba de electronicele de putere de răcire în sistemele de transport electric, fotovoltaice sau de stocare.

Până în prezent, radiatoarele din plăci de cupru sau aluminiu au crescut emisia de căldură. suprafața componentelor care produc căldură, prevenind astfel deteriorarea din cauza supraîncălzirii. Oamenii de știință de la Fraunhofer U.S. Inc., Center Midwest CMW din East Lansing din Michigan, o filială internațională independentă a Fraunhofer-Gesellschaft, au dezvoltat acum nanomembrane din diamante sintetice care sunt mai subțiri decât părul uman. Materialul flexibil poate fi integrat direct în componente electronice pentru a răci componentele electronice de putere din vehiculele electrice, care transferă energia de tracțiune de la baterie la motorul electric și transformă curentul din curent continuu în curent alternativ.

Flexibilul , nanomembranele izolatoare electric dezvoltate de Fraunhofer U.S. au potențialul de a reduce sarcina termică locală a componentelor electronice, cum ar fi regulatoarele de curent din motoarele electrice, cu un factor de zece. Eficiența energetică, durata de viață și performanța rutieră a mașinilor electrice sunt îmbunătățite semnificativ ca urmare. Un alt avantaj este faptul că, atunci când sunt utilizate în infrastructura de încărcare, membranele diamantate contribuie la viteze de încărcare de cinci ori mai mari.

Membranele diamantate înlocuiesc stratul intermediar izolator

În general vorbind , aplicarea unui strat de cupru sub componentă îmbunătățește fluxul de căldură. Cu toate acestea, între cupru și componentă există un strat de oxid sau nitrură izolator electric, care are o conductivitate termică slabă.

„Vrem să înlocuim acest strat intermediar cu nanomembrană de diamant, care este extrem de eficientă la transfer. căldură către cupru, deoarece diamantul poate fi procesat în căi conductoare”, spune dr. Matthias Mühle, șeful grupului Diamond Technologies de la Fraunhofer U.S. Center Midwest CMW. „Deoarece membrana noastră este flexibilă și independentă, poate fi poziționată oriunde pe componentă sau pe cupru sau integrată direct în circuitul de răcire.”

Mühle și echipa sa reușesc acest lucru prin creșterea nanomembranei de diamant policristalin. pe o placă separată de siliciu, apoi detașând-o, răsturnând-o și gravând partea din spate a stratului de diamant. Rezultă un diamant neted, de sine stătător, care poate fi încălzit la o temperatură scăzută de 80°C și ulterior atașat la componentă. "Tratamentul termic leagă automat membrana cu grosimea micrometrică de componenta electronică. Diamantul nu mai este apoi independent, ci integrat în sistem", explică cercetătorul.

Nanomembrana poate fi produsă la scară de napolitană (4 inci și mai mare), ceea ce o face bine potrivită pentru aplicații industriale. Un brevet a fost deja depus pentru dezvoltare. Testele de aplicare cu invertoare și transformatoare în domenii de aplicație precum transportul electric și telecomunicațiile urmează să înceapă anul acesta.

(Fluierul)