উচ্চ তাপ পরিবাহিতা কার্বন উপকরণ সম্পর্কে জানুন

পূর্ববর্তী ধাতু (অ্যালুমিনিয়াম, তামা) তাপ সিঙ্কগুলি উচ্চ ঘনত্ব, উচ্চ তাপ সম্প্রসারণ সহগ এবং অশুদ্ধ পদার্থের সমস্যার কারণে তাপ অপচয়ের চাহিদা পূরণ করা কঠিন। বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশের সাথে, মহাকাশ, উপগ্রহ যোগাযোগ, উচ্চ-গতির কম্পিউটার এবং অন্যান্য ক্ষেত্রগুলি তাপ অপচয়ের সমস্যাগুলিতে আরও বেশি মনোযোগ দিচ্ছে এবং তাপ ব্যবস্থাপনার উপকরণগুলির জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাগুলি সামনে রাখা হয়েছে।

কম ঘনত্ব, উচ্চ শক্তি, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং রাসায়নিক প্রতিরোধের কারণে, কার্বন উপাদানগুলি পূর্ববর্তী ধাতব পদার্থগুলিকে প্রতিস্থাপন করবে এবং উচ্চ তাপ পরিবাহিতা উপকরণগুলির একটি নতুন প্রজন্মের হয়ে উঠবে বলে আশা করা হচ্ছে।

কার্বন পদার্থের তাপ সঞ্চালন প্রধানত জালি পরমাণুর তাপীয় কম্পনের দ্বারা উপলব্ধি করা হয়। কার্বন ফাইবারের ধরন, ম্যাট্রিক্সের ধরন, ঘনত্ব, নির্দিষ্ট তাপের ক্ষমতা, গ্রাফিটাইজেশন ডিগ্রি, প্রিফর্ম স্ট্রাকচার, ফাইবারের ভলিউম ভগ্নাংশ, তাপ চিকিত্সার তাপমাত্রা/গ্রাফিটাইজেশন তাপমাত্রা ইত্যাদি কার্বন উপাদানগুলিকে প্রভাবিত করে তাপ পরিবাহিতা প্রধান ফ্যাক্টর।

বর্তমানে, প্রধানত তিন ধরনের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা কার্বন পদার্থ রয়েছে:

1. হীরা উপাদান

বর্তমানে, এটি জানা যায় যে প্রাকৃতিক হীরার প্রাকৃতিক উপাদানের মধ্যে সর্বোচ্চ তাপ পরিবাহিতা রয়েছে এবং এর ঘরের তাপমাত্রা তাপ পরিবাহিতা প্রায় 2000 থেকে 2100W/(m∙K)। একই সময়ে, হীরা একটি ভাল অন্তরক এবং একটি আদর্শ স্তর তাপ অপচয়কারী উপাদান। বর্তমানে, রাসায়নিক বাষ্প জমা পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত ডায়মন্ড কার্বন ফিল্ম উচ্চ মানের এবং কম খরচে সুবিধা রয়েছে।

2. গ্রাফাইট উপাদান

গ্রাফাইট ছয়টি প্রিজম মুখ এবং দুটি বন্ধ-প্যাকড বেস মুখ দিয়ে গঠিত। এটি ষড়ভুজ কাঠামোর অন্তর্গত এবং প্রধানত দুটি বিভাগে বিভক্ত: প্রাকৃতিক গ্রাফাইট এবং কৃত্রিম গ্রাফাইট। ঘরের তাপমাত্রায় সাধারণ গ্রাফাইটের তাপ পরিবাহিতা মাত্র 70 থেকে 150W/(m∙K), যখন ঘরের তাপমাত্রায় 002 ক্রিস্টাল সমতলে প্রাকৃতিক গ্রাফাইটের তাপ পরিবাহিতা 2200W/(m∙K) পৌঁছাতে পারে। পৃষ্ঠের তাপ পরিবাহিতাও 2000W/(m∙K) পৌঁছেছে।

3. গ্রাফিন উপকরণ

গ্রাফিন উপাদানটি একটি দ্বি-মাত্রিক প্ল্যানার কাঠামোর সমন্বয়ে গঠিত যা একটি নিয়মিত ষড়ভুজে ঘনিষ্ঠভাবে সাজানো কার্বন পরমাণুর একক স্তর দ্বারা গঠিত। এটি একটি মধুচক্রের আকৃতি এবং কার্বন পরমাণু পৃষ্ঠের উপাদানের একক স্তর যা গ্রাফাইট থেকে এক্সফোলিয়েট করা হয়। মাইক্রোমেকানিক্যাল এক্সফোলিয়েশন পদ্ধতি, এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ পদ্ধতি, রাসায়নিক বাষ্প জমা করার পদ্ধতি এবং গ্রাফিন অক্সাইড রাসায়নিক হ্রাস পদ্ধতি হল গ্রাফিনের প্রধান প্রস্তুতির পদ্ধতি। একক-স্তর সাসপেন্ডেড গ্রাফিনের ঘরের তাপমাত্রার তাপ পরিবাহিতা 3000 থেকে 5300W/(m∙K)) পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।

কার্বন পরমাণুর একটি বিশেষ ব্যবস্থা আছে। সাধারণত ব্যবহৃত কার্বন উপাদানগুলির একটি বিশাল গঠন এবং তাপ পরিবাহিতার অ্যানিসোট্রপি থাকে, অর্থাৎ, গ্রাফাইট স্ফটিক প্লেনের দিকে তাদের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা থাকে, যখন স্ফটিক সমতলগুলির মধ্যে তাপ পরিবাহিতা খুব ছোট। পছন্দের অভিযোজন তার তাপ পরিবাহিতাকে বেধের দিকে সীমাবদ্ধ করে।

যাইহোক, কার্বন পদার্থের সুবিধা উপেক্ষা করা যাবে না। থার্মাল ম্যানেজমেন্ট উপকরণগুলি যেগুলি তাদের চেক এবং ব্যালেন্স ব্যবহার করে তা বিশেষ করে ছোট জায়গায় বড় তাপ প্রবাহ সহ উপাদানগুলি থেকে তাপ অপসারণের জন্য উপযুক্ত, এবং পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির বিকাশের প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে পারে এবং এর বিকাশের জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ। আধুনিক শিল্প, জাতীয় প্রতিরক্ষা এবং উচ্চ প্রযুক্তি।