ЖЕЛЕЗНИ АРГУМЕНТИ НА ПОЛИМЕРНИ КОМПОЗИТИ

Последните резултати в областта на полимерното смесване дават основание да се твърди, че в близко бъдеще към тях може да се присъединят разсейващи топлина пластмаси - полимерни композити с многократно повишена топлопроводимост.

За да охладите всяко устройство, което генерира топлина, първо трябва да отстраните тази топлина от него на известно разстояние и след това да го дадете (разсеете) в околната среда (обикновено това е въздух).

Способността да провеждат топлина на различни вещества е значително различна. Но последният етап на охлаждане - поглъщането на топлина от въздуха - практически не зависи от материала, на чиято повърхност се извършва топлообмен, а се определя от параметрите на охлаждащия въздух. С други думи, има определена граница на количеството топлина, което може да бъде абсорбирано от околния въздух от единица топлопреносна повърхност. За процеса на охлаждане като цяло това означава, че увеличаването на коефициента на топлопроводимост на топлопредаващо тяло има смисъл само докато количеството топлина, транспортирано през него, достигне стойност, която може да бъде максимално приета от околния въздух.

Според изчисленията, "ефективно" работната стойност на коефициента на топлопроводимост на топлоотделящия материал λ eff се колебае в областта от 5-10 W/m K. По-нататъшното му увеличение вече е прекомерно и няма да доведе до увеличение при отстраняване на топлината като цяло. Това заключение се потвърждава от поредица от експерименти (CoolPolymers), при които източник на топлина с постоянна мощност (5 W) е фиксиран върху плочи със същия размер, изработени от материали с различна топлопроводимост.

Измерен е максималният температурен спад, възникващ върху плочата поради топлината, генерирана от източника. Тази стойност е обратно пропорционална на количеството топлина, излъчено през плочата. Стандартна пластмасова плоча (топлопроводимост 0,15 W/m K) беше взета за отправна точка. С повече от десеткратно увеличение на топлопроводимостта от 0,2 до 2,0 W/m K, температурната разлика в плочата намалява 20 пъти, т.е. се наблюдава много ефективно изравняване на температурното поле. Обаче вече следващото (стократно (!) Увеличение на топлопроводимостта от 2,0 до 200 W/m K (чист алуминий) доведе само до леко намаляване на спада на повърхността на плочата с 2-4 ° C. По този начин, беше потвърдено, че топлопроводимият потенциал на алуминия е използван в режим на свободно охлаждане, в най-добрия случай, само една десета от неговия капацитет и използването му е технически излишно.

Фактът за съществуването на специфична граница за пределните стойности на λ eff има много важна практическа последица - за естествени охлаждащи устройства е неподходящо да се използват материали с топлопроводимост над 5-10 W/m. Тази разпоредба даде възможност да се направи принципно нов поглед върху перспективите за използването на полимерни материали в охлаждащи устройства, за да се формулират рамковите изисквания, на които тези материали трябва да отговарят, за да се конкурират успешно с традиционно използваните за тези цели метали.

Почти стократна разлика между реалната и необходимата λ eff топлопроводимост за производството на охлаждащи устройства не позволи на разработчиците да използват общопризнатия икономически потенциал на пластмасите в масовите технологии.

В зависимост от пълнителя, тези композити могат или да запазят своите електроизолационни свойства, или да имат 5-10 порядъка по-ниски електрически съпротивления на повърхността; едновременно отговарят на изискванията за антистатични и електропроводими пластмаси.

маса 1
Производители на TRPK