Materialklassifizierung – Materialien mit „ultrahoher Wärmeleitfähigkeit“.

Materialien mit „ultrahoher Wärmeleitfähigkeit“ werden um 5 verdrängtG

Die 5G-Basisstation hat sich im Vergleich zu 4G in der Tat erheblich verbessert, was Übertragungsleistung, Bandbreite, Anzahl der Benutzerverbindungen usw. angeht. Wenn Sie sich jedoch den Vergleichstest zum Stromverbrauch der Basisstation von 4G/5G-Geräten ansehen, werden Sie feststellen, dass die Der Stromverbrauch einer einzelnen Station der 5G-Basisstation beträgt etwa das 2.5- bis 3.8-fache des Stromverbrauchs einer 4G-Einzelstation! Brancheninsider behaupten, dass der deutliche Anstieg des AAU-Stromverbrauchs der Hauptgrund für den Anstieg des 5G-Stromverbrauchs ist. Der chinesische Name von AAU ist „Active Antenna Unit“, die hauptsächlich für die Umwandlung digitaler Basisbandsignale in analoge Signale und deren anschließende Modulation in hochfrequente Hochfrequenzsignale verantwortlich ist, die dann von einem PA (Leistungsverstärker) auf ausreichende Leistung verstärkt werden ) und dann von der Antenne abgestrahlt.

Darüber hinaus werden die Transistoren von 5G-Schaltungen immer kleiner, was zu einem erhöhten Leckstrom und Verluststromverbrauch führen wird. Der Leckstrom des Chips ändert sich mit der Temperatur. Wenn die Chiptemperatur steigt, steigt der statische Stromverbrauch exponentiell an. Daher kann die Einführung fortschrittlicher Wärmeableitungstechnologie, um sicherzustellen, dass die Basisstation in einem angemessenen Temperaturbereich arbeitet, den Stromverbrauch der Basisstation erheblich reduzieren.

Das bedeutet, dass 5G-Geräte dreimal so viel Wärme erzeugen wie 4G-Geräte, der Innenraum jedoch auf 30 % des Platzbedarfs von 4G-Geräten reduziert wird! Mit anderen Worten: Die Wärmedichte von 5G-Geräten ist fast zehnmal so hoch wie die von 10G-Geräten!

Ein so enormer Anstieg der Wärmedichte zeigt, wie groß der Widerspruch zwischen der Entwicklung der 5G-Technologie und der Wärmeableitung ist. Kein Wunder, dass die Nachfrage nach Dichtungen mit extrem hoher Wärmeleitfähigkeit explodiert ist!

Zu den zuverlässigeren Kandidaten als wärmeleitende Füllstoffe zählen nach dem aktuellen Stand der Branche die folgenden Materialien:

Die Wärmeleitfähigkeit muss viel höher sein als die von Aluminiumoxid, und die einzigen beiden Akteure mit guten Isolationseigenschaften sind AlN-Aluminiumnitrid und BN-Bornitrid.

Die Oberfläche von Aluminiumnitrid AlN ist äußerst aktiv. Nach der Aufnahme von Feuchtigkeit wird es leicht zu Al(OH)3 hydrolysiert, was den Phononenweg unterbricht und die Wärmeleitung stark beeinträchtigt.

AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3^

Studien haben gezeigt, dass die Hydrolysereaktion von AlN auch bei niedrigeren Temperaturen stattfinden kann und es sich bei der Hydrolyse um einen Allwetter-Akteur handelt.

40 nm Aluminiumnitrid-Hydrolyse TEM-Aufnahme. Da es sich jedoch um ein elektronisches Material handelt, muss es den Test mit doppelter 85 °C hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit bestehen, um qualifiziert zu sein. Daher wird die Oberfläche des AlN-Füllstoffs behandelt, um eine nanoskalige dichte Oxidschicht zu bilden, so dass dies dem Umhüllen jedes AlN-Partikels mit einem Regenmantel entspricht. Theoretisch lässt sich das Problem der Feuchtigkeitsaufnahme und Hydrolyse leicht lösen.

BN-Bornitrid hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und sehr gute Isolationseigenschaften, weshalb es den Spitznamen „weißes Graphen“ trägt. Wenn dem Silikonkautschuk-Basismaterial eine große Menge zugesetzt wird, kann die Wärmeleitfähigkeit allein um mehrere Größenordnungen verbessert werden.

Der Oberfläche von BN fehlen jedoch aktive funktionelle Gruppen und seine chemischen Eigenschaften sind zu stabil, was die Benetzung und Kompatibilität von BN-Nanopartikeln mit Polymersubstraten erschwert, eine schlechte Dispersion aufweist und sehr leicht zu agglomerieren ist. Dies wirkt sich auf die effektive Etablierung von Phononenleitungswegen aus.

Studien haben gezeigt, dass bei einer Zugabemenge von BN über 180 Teilen die Viskosität stark ansteigt und die mechanischen Eigenschaften deutlich abnehmen. Wenn Sie sich das Oberflächenbehandlungsschema für Aluminiumoxid ansehen, werden Sie feststellen, dass es bei der BN-Modifizierungsbehandlung an einer umweltfreundlichen, einfachen und effizienten Methode mangelt.

Allerdings konzentrieren sich die meisten derzeit marktorientierten wärmeleitenden Produkte auf Aluminiumoxid-Al2O3-Füllsysteme, und es gibt immer noch sehr wenige wärmeleitende Dichtungsprodukte, die Metallnitride verwenden.

-------------------------------------------------- ---------Nachdruck von Zhihu-Bondme(知 乎-胶我选Bondme).