L'últim avanç en la dissipació de calor LED: dissipador de calor de grafit
La conducció de calor en el sòlid es realitza principalment per la vibració de la xarxa cristal·lina i el moviment d’electrons lliures. Hi ha un gran nombre d’electrons lliures al metall i la massa dels electrons és molt lleugera i pot transmetre calor molt ràpidament, de manera que el metall té una gran conductivitat tèrmica.
Per a la conducció de calor metàl·lica, la vibració de la xarxa és secundària; per als sòlids polimèrics (dissipador de calor de grafit), hi ha pocs electrons lliures. Per tant, la vibració dels àtoms dels polímers és el principal mecanisme de conducció de calor.
El polímer alt (dissipador de calor de grafit) està dominat per enllaços covalents i no hi ha electrons lliures. La conducció de calor es duu a terme fonamentalment per col·lisió de fonons entre si per molècules (o àtoms). Per tant, el grau de cristal·lització té una influència important sobre la conductivitat tèrmica. Com que és difícil que els polímers formin cristalls simples complets, la conductivitat tèrmica dels polímers cristal·lins o amorfs no és alta, però la conductivitat tèrmica també és alta quan la cristalinitat és alta.
Suposant que una partícula a la xarxa cristal·lina es troba a una temperatura més alta, la seva vibració tèrmica és més forta i l’amplitud mitjana també és més gran, mentre que la temperatura de la seva partícula veïna és més baixa i la vibració tèrmica és més feble. A causa de la força d’interacció entre les partícules, la vibració de les partícules amb una vibració més feble augmentarà sota la influència de les partícules amb una vibració més forta i l’energia del moviment tèrmic augmentarà.
En polímers elevats, la conductivitat tèrmica dins de la molècula és superior a la conductivitat tèrmica entre les molècules, de manera que l’augment del pes molecular és beneficiós per a la millora de la conductivitat tèrmica. En els materials polimèrics orientats, la conductivitat tèrmica en la direcció d’orientació és superior a la conductivitat tèrmica en la direcció d’orientació vertical.
A una temperatura molt baixa, la conductivitat tèrmica del polímer augmenta amb l’augment de la temperatura. Quan la temperatura arriba a 100 K, la conductivitat tèrmica disminueix amb l’augment de la temperatura. Varia de 0 a 100 ° C. La conductivitat tèrmica dels polímers varia amb la temperatura, però el rang de variació és del 10%.
D’aquesta manera, la calor es pot transferir i transferir, de manera que la calor de tot el cristall es transfereix de la temperatura més alta a la temperatura més baixa, donant lloc a la conducció de calor. Es pot veure que la calor es transfereix per vibració de gelosia. Hi ha dos mecanismes de conducció per a la vibració de gelosia, un és la conducció de fotons, i aquest mecanisme és el principal a alta temperatura.
Com que la vibració tèrmica de la xarxa no és lineal, hi ha un efecte d’acoblament entre les gelosies, que farà que els fonons xoquin entre ells i redueixin el recorregut lliure mitjà dels fonons. La dispersió causada per aquesta col·lisió de fonons es deu a la resistència tèrmica a la xarxa. Font principal.
Això es deu als canvis en l'estat de moviment de les molècules, àtoms i electrons de la substància, com ara la vibració i la rotació, que irradiaran ones electromagnètiques de freqüència més alta. Entre ells, la llum visible i la llum infraroja propera amb una longitud d’ona entre 0,4 i 40um tenen un fort efecte tèrmic, que s’anomena Per als raigs de calor, el procés de transferència de calor és la radiació de calor.
L’altra és la conducció de quantització de fonons, que és dominant quan la temperatura no és massa alta. La forma general de conductivitat tèrmica sòlida determinada per la conducció de fonons és ...
Diversos defectes, impureses i interfícies de gra de cristall a la xarxa cristal·lina causaran la dispersió, que també equival a una disminució del recorregut lliure mitjà dels fonons i a una disminució de la conductivitat tèrmica. Quan la temperatura augmenta, augmenta l’energia de la vibració del fonó, augmenta la probabilitat de col·lisió i disminueix el recorregut lliure mitjà, cosa que fa que disminueixi la conductivitat tèrmica.
En resum, aplicant els èxits tecnològics a la indústria dels leds, es millora el rendiment de la dissipació de calor i es reduirà molt el cost de les làmpades led, cosa que conduirà a l’avenç tecnològic general de la indústria led
