在 2024 年的预算中,印度政府特别推动了实验室生产的钻石。这些璀璨的钻石不仅装饰珠宝,而且还可用于工业——主要用于切割。现在,人造钻石即金刚石,正在出现一种新的应用——作为电力电子设备(用于控制或转换电力的电子设备)中的散热材料。
随着功率密度的增加,电力电子元件会发热。传统上,人们使用铜来散热,但为了不干扰电流,铜的周围会保留一层薄薄的绝缘材料。然而,仍然存在一个挑战——好的绝缘体是热的不良导体。因此,你需要一种导热性非常好但不会让电流通过的物质。
有一种材料符合要求:金刚石。印度理工学院马德拉斯分校应用力学系的 Satya Seshadri 教授表示:“金刚石是电绝缘的,但导热性好,这就是为什么它是一种极好的电子冷却材料。”
金刚石的导热能力约为铜的五倍。科学家们一直对使用金刚石作为电力电子设备冷却材料的前景充满期待。
2022 年,一组来自中国和以色列的研究人员研究了由单晶金刚石 (SCD) 制成的冷板的冷却增强效果,该冷板上嵌入了微流体通道。他们研究了由于传导而增强的散热效果,然后是局部加热电阻器的对流耗散。他们在论文中说:“结果表明,制成的冷板在最大施加功率密度和流速下表现出最高的冷却效果。模拟结果进一步支持了由于增加微流体通道和使用 SCD 作为散热器基板而提高的冷却能力。”
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