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        熱磁子散熱材料理論

        作者: 時間:2012-06-23 來源:網絡 收藏

        熱磁子

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/167882.htm

          一、問題的提出

          現有LED裝配結構問題:

          1.基本上是1WLED/珠,無緊固裝置,需用低導熱系數但粘接力很大的硅膠固定。不能將LED熱迅速傳到鋁基PCB板上。

          2.1W/珠LED需用數十--百珠以上,鋁基板面積很大,用1.5—4W/M.K導熱膠與器粘接,導熱能力不足。

          而且因鋁基PCB面積龐大,變形是必然的,接觸面因而減小,造成接觸熱阻增大。

          以上幾種原因,形成LED熱流不暢,熱積累不能釋效放,熱阻力增大,溫升升高。

          

          圖一不良LED裝配圖件

          二、熱磁子

          從晶格格波的聲子可知,熱傳導過程------聲子從高濃度區域到低濃度區域的擴散過程。是以非簡諧振動方式運動的。傳熱僅涉及物質內部碰撞或擴散的速度。因此,從一定程度上,散熱快的物質,傳熱速度不一定快,傳熱快的物質,散熱速度不一定快。

          

          圖二 熱聲子在內部傳熱過程圖

          物質散熱表征的本質指標是比熱容;

          比熱容指標本質是物質晶體以簡諧振動的熱運動方式運動。這種運動方式具有波的形式,稱為晶格波,是在彈性范圍內原子的不斷交替聚攏與分離。比熱越大,熱發射強度越大,晶格振動是量子化的。

          固體熱容由兩部分組成:一部分來自晶格振動的貢獻,稱為晶格熱容;另一部分來自電子運動的貢獻,稱為電子熱容。除非在極低溫度下,電子熱容是很小的(常溫下只有晶格熱容的1%)。這里我們只討論晶格熱容。

          散熱不僅涉及到物質內部波的運動,而且還涉及到與介質熱交換的波的頻率。更豐富的頻域電磁波。

          根據以上原理,我們利用純鋁為基材,采用量子調控技術,加入熱運動簡諧振動頻率高的聲子晶體材料,并加入扼制非筒諧運動的聲子材料,制成比熱容高,熱平衡速度快,與空氣熱交換頻率高的高效散熱材料。

          

          Debye(1912)修正了原子是獨立諧振子的概念,而考慮晶格的集體振動模式,他假設晶體是連續彈性介質,原子的熱運動以彈性波的形式發生,每一個彈性波振動模式等價于一個諧振子,能量是量子化的,并規定了一個 彈性波頻率上限 ,稱之為德拜頻率。

          Einstein 模型和 Debye 模型都是對晶格振動的一種近似描述,它使我們對晶格振動的基本特征有了更加清晰的認識:在簡諧近似下,可以用相互獨立簡諧波來表述;這些簡諧波能量是量子化的。描述晶體原子運動簡諧波的能量量子叫聲子。根據以上原理,我們利用純鋁為基材,采用量子調控技術,加入熱運動簡諧振動頻率高的聲子材料,并加入扼制非筒諧運動的聲子材料,制成比熱容高,熱平衡速度快,與空氣熱交換頻率高的高效散熱材料。

          因有聲子的高頻運動,產生了交變電磁波(磁子),熱能轉換成電磁能向空間輻射。最明顯的是用電子測溫汁測溫,因表面有高頻交變磁場,測溫測不準。必須使用頻域很寬的熱探頭或使用遠紅外溫度測試儀測溫。

          根據以上原理,我們利用純鋁為基材,采用量子調控技術,加入熱運動簡諧振動頻率高的聲子晶體材料,并加入扼制非筒諧運動的聲子材料,制成比熱容高,熱平衡速度快,與空氣熱交換頻率高的高效散熱材料。在組方中,加入溫度范圍更寬的熱電波轉換材料,用來將熱轉換成頻域更寬的電磁波向空間發射。

          也可以用技術手段加速熱流運動的頻率,就象加速電流運動頻率一樣,進行主動散熱


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        關鍵詞: 理論 材料 散熱

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