LED aušintuvas: D50 10μm SiC 88 %, palyginti su 90 % – kas labiau pagerina šilumos laidumą?
Palik žinutę
Įdidelės galios LED šilumos valdymas, įtraukiantsilicio karbidas (SiC)Į šilumos šalinimo medžiagas (pvz., metalo matricos kompozitus arba sukepintą keramiką) išnaudojamas iš esmės didelis šilumos laidumas ir temperatūros stabilumas. Kaividutinis dalelių dydis (D50)yra nustatytas ties10 μm, lemiamu veiksniu tampagrynumas - dažniausiai88% SiCprieš90% SiC. Nors dalelių dydis yra identiškas, priemaišų kiekis keičia, kaip šiluma juda per kompozitą, tiesiogiai paveikdamaefektyvus šilumos laidumasir LED sankryžos temperatūros valdymas.
AtZhenAn, su30 metų patirtisTiekdami SiC šiluminiam valdymui, analizuojame, kuris grynumas padidina LED aušintuvų šilumos laidumą ir paaiškiname fizines priežastis.
1. LED radiatorių šilumos valdymo iššūkis
LED radiatoriai turi:
Greitai praleidžia šilumą away from the LED junction (target thermal conductivity >100 W/m·K daugeliui kompozitinių konstrukcijų)
Išlaikykite našumą plačiame temperatūrų diapazone ir ilgą tarnavimo laiką
Būkite lengvi ir stabilūs kompaktiškiems šviestuvams
Atsparus oksidacijai ir korozijai įvairiomis aplinkos sąlygomis
SiC vaidmuo yra formuotinuolatiniai didelio laidumo keliaimatricos viduje. Jo veiksmingumas priklauso nuodalelių dydžio pasiskirstymasirgrynumas, nes abu turi įtakos fonono (gardelės virpesių) transportavimui ir sąsajos pasipriešinimui.
2. Fiksuotas D50=10 μm - Kodėl svarbu grynumas
10 μmyra asmulkių dalelių dydis, įgalinantis didelį įpakavimo tankį ir sumažintą sąsajos šiluminę varžą kompozituose.
88% SiC: ~12% priemaišų (daugiausia silicio dioksidas, laisva anglis, metalų oksidai).
90% SiC: ~10 % priemaišų → daugiau faktinio SiC tūrio vienete, mažiau ne SiC fazių.
Priemaišos veikia kaipfononų sklaidos centrai, sutrikdydamas šilumos srautą per SiC grotelę ir dalelių ir matricų sąsajas.
3. Kaip grynumas veikia šilumos laidumą
SiC šilumos laidumas priklauso nuofononų transportavimas:
Vidinis SiC laidumas ≈ 120–200 W/m·K (priklausomai nuo politipo ir grynumo).
Priemaišos išsklaido fononus, sumažindami vidutinį laisvą kelią →mažesnis efektyvus šilumos laidumas.
Kompozite papildomas pasipriešinimas atsiranda tiessąsajos; grynesnės SiC dalelės turi mažiau paviršiaus defektų ir mažiau linkusios formuoti žemo laidumo reakcijos sluoksnius.
Taigi:
88% SiC → daugiau fononų sklaidos → mažesnis kompozitinis šilumos laidumas.
90% SiC → mažiau sklaidos → šilumos laidumas artimesnis vidinėms SiC vertėms.
4. Lyginamasis LED aušintuvų našumas
|
veiksnys |
D50 10 μm SiC 88 % grynumo |
D50 10 μm SiC 90 % grynumo |
|---|---|---|
|
Priemaišų kiekis |
Didesnis (~12%) |
Žemesnis (~10%) |
|
Fonono sklaida |
Didesnis → mažesnis šilumos laidumas |
Mažesnis → didesnis šilumos laidumas |
|
Kompozitinis šilumos laidumas |
Sumažintas (mažiau efektyvus šilumos sklaida) |
Patobulinta(arčiau SiC būdingo) |
|
Ilgalaikis stabilumas |
Daugiau skaidymo dėl priemaišų fazės reakcijų |
Didesnis (mažiau oksidacijos, geresnis senėjimas) |
|
Kaina |
Šiek tiek žemiau |
Šiek tiek aukščiau |
|
Patobulintas LED aušintuvo veikimas |
Vidutinis |
Didesnis(vėsesnė sankryža, ilgesnis tarnavimo laikas) |
Išvada: 90% grynumo labiau pagerina šilumos laidumą, nes sumažina fononų sklaidą iš priemaišų, leidžia efektyviau perduoti šilumą per SiC tinklą ir geriau išsklaidyti šilumą iš šviesos diodo.
5. Fizinė priežastis – fonono sklaidos saitas
Šiluma SiC sklinda per gardelės virpesius (fononus).
Kiekviena priemaišų fazė (SiO₂, laisvasis C, oksidai) ardo taisyklingą kristalinę gardelę, todėl fononai išsisklaido ir praranda energiją.
Mažesnis priemaišų kiekis → ilgesnis fonono vidutinis laisvas kelias → didesnis šilumos laidumas.
Kompozituose tai reiškiagreitesnis šilumos plitimasnuo LED jungties į išorinę aplinką, sumažinant viešosios interneto prieigos taško susidarymą ir pailginant LED tarnavimo laiką.
Todėl net ir su tuo pačiu D50,90% SiC užtikrina didesnį efektyvų šilumos laidumągalutinėje šilumnešio medžiagoje.
6. Praktinės atrankos gairės
Didelės galios šviesos diodai / kompaktiškas dizainas→ Naudokite90% SiCmaksimaliam šilumos pasklidimui ir patikimumui.
Išlaidoms jautrūs, mažos galios šviesos diodai → 88 % SiC gali pakakti, jei šiluminės ribos yra didelės.
Matricos pasirinkimas → Suporuokite puikų, labai gryną SiC su aliuminiu arba variu, kad būtų optimizuoti šiluminiai takai.
Veikimo ciklo našumas → Didesnis grynumas sumažina ilgalaikį terminį skilimą, o tai labai svarbu dirbant 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę.
Subalansuokite išlaidas ir našumą → Apskaičiuokite bendrą šiluminių savybių padidėjimą, palyginti su medžiagų sąnaudų padidėjimu.
7. Pramonės pavyzdys
Automobilių LED priekinių žibintų gamintojas pakeitė D50=10 μm SiC 88 % į 90 %Al-SiC metalo matricos kompozitasšilumos kriauklė:
Išmatuota~15% pagerėjo kompozitinis šilumos laidumas
Bandymų metu 8–10 laipsnių sumažinta LED sankryžos temperatūra
Patobulintas liumenų palaikymas daugiau nei 5000 darbo valandų
8. Kodėl verta rinktis ZhenAn šilumos valdymo SiC
30 metųpatirties gaminant smulkių dalelių, didelio grynumo SiC MMC ir keramikai
Tikslus D50 (iki submikrono) ir grynumo (88–99 %) valdymas
ISO ir SGS sertifikatas užtikrina pastovų šiluminį našumą
Individualizuotas dydis / formavimas ekstruzijos, liejimo ar sukepinimo procesams
Pasaulinis tiekimas, palaikantis LED, automobilių ir elektronikos pramonę
Išvada
UžLED aušintuvai naudojant D50=10 μm SiC, 90% grynumopagerina šilumos laidumą daugiau nei 88% grynumo. Pagrindinė priežastis yrasumažintas fononų sklaidaiš mažiau priemaišų, todėl šiluma laisviau keliauja per SiC tinklą ir per dalelių ir matricų sąsajas. Tai lemia žemesnę LED sankryžos temperatūrą, didesnį patikimumą ir ilgesnį tarnavimo laiką. Todėl grynumas yra toks pat svarbus kaip dalelių dydis optimizuojant šilumos valdymo efektyvumą.
Norėdami gauti ekspertų patarimų dėl SiC dalelių dydžio ir grynumo pasirinkimo jūsų LED šilumos kriauklei, susisiekite su mūsų šiluminių medžiagų specialistais adresu:
DUK
1 klausimas: ar 2 % grynumo skirtumas tikrai pastebimai veikia šilumos laidumą?
A: Taip - didelio tikslumo šiluminiuose kompozituose, net ir mažos priemaišos sumažina išmatuojamą šiluminę varžą.
2 klausimas: Ar galiu naudoti 88% SiC, jei mano LED galia yra maža?
A: Galbūt, jei šiluminės konstrukcijos ribos yra didelės; bet 90 % SiC atsparus ateičiai nuo didesnio galios tankio.
3 klausimas: ar smulkesnis dalelių dydis visada reiškia geresnį šilumos laidumą?
A: Smulkesnis dydis pagerina sandarumą ir sumažina tarpas tarp paviršių, tačiau be didelio grynumo priemaišų išsibarstymas gali panaikinti pelną.
4 klausimas: ar „ZhenAn“ tiekia 90 % grynumo D50=10 μm SiC?
A: Taip, šilumos valdymo reikmėms siūlome smulkius 90% ir didesnio grynumo SiC miltelius.
5 klausimas: kaip SiC grynumas turi įtakos ilgalaikiam šilumnešio veikimui?
A: Didesnis grynumas sumažina oksidaciją ir fazės skilimą laikui bėgant, išlaikant šilumines savybes per visą gaminio naudojimo laiką.
