Mai ka 1980s, ke hoʻonui nei ka nui o ka hoʻohui ʻana o nā kaʻa uila i ka makahiki makahiki o 1.5 × a i ʻole ka wikiwiki. ʻO ka hoʻohui kiʻekiʻe e alakaʻi i nā density o kēia manawa a me ka hana wela i ka wā o ka hana.Inā ʻaʻole i hoʻopau maikaʻi ʻia, hiki i kēia wela ke hoʻoulu i ka wela wela a hoʻemi i ke ola o nā mea uila.
No ka hoʻokō ʻana i ka piʻi ʻana o nā koi hoʻokele wela, ke noiʻi nui ʻia nei nā mea hoʻopihapiha uila kiʻekiʻe me ka conductivity thermal maikaʻi loa.
ʻO nā mea hui daimana/ keleawe
01 Daimana me keleawe
ʻO nā mea hoʻopili kuʻuna maʻamau nā ceramics, plastics, metals, a me kā lākou mau ala. Hōʻike ʻia nā seramika e like me BeO a me AlN i nā CTE e pili ana i nā semiconductor, kūpaʻa kemika maikaʻi, a me ka conductivity wela haʻahaʻa. Eia nō naʻe, kā lākou hana paʻakikī, kumukūʻai kiʻekiʻe (ʻoi aku ka BeO ʻawaʻawa), a me nā noi palena brittleness. Hāʻawi ka pāpaʻi plastik i ke kumu kūʻai haʻahaʻa, ke kaumaha māmā, a me ka insulation akā pilikia i ka conductivity thermal maikaʻi ʻole a me ka paʻa ʻole o ka wela kiʻekiʻe. ʻO nā metala maʻemaʻe (Cu, Ag, Al) he kiʻekiʻe ka thermal conductivity akā ʻoi aku ka nui o ka CTE, ʻoiai nā alloys (Cu-W, Cu-Mo) e hoʻololi i ka hana wela. No laila, makemake nui ʻia nā mea hoʻopihapiha noʻonoʻo e kaulike ana i ka conductivity thermal kiʻekiʻe a me ka CTE maikaʻi loa.
| Hoʻoikaika | ʻO ka hoʻoili wela (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | Māmā (g/cm³) |
| Daimana | 700–2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| Nā ʻāpana BeO | 300 | 4.1 | 3.01 |
| Nā ʻāpana AlN | 150–250 | 2.69 | 3.26 |
| Nā ʻāpana SiC | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| Nā ʻāpana B₄C | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| Boron fiber | 40 | ~5.0 | 2.6 |
| Nā ʻāpana TiC | 40 | 7.4 | 4.92 |
| Nā ʻāpana Al₂O₃ | 20–40 | 4.4 | 3.98 |
| ʻumiumi SiC | 32 | 3.4 | – |
| Nā ʻāpana Si₃N₄ | 28 | 1.44 | 3.18 |
| Nā ʻāpana TiB₂ | 25 | 4.6 | 4.5 |
| ʻāpana SiO₂ | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
Daimana, ka mea paʻakikī i ʻike maoli ʻia (Mohs 10), loaʻa pū kekahi ʻokoʻaka hoʻoili wela (200–2200 W/(m·K)).
ʻO ka pauda micro daimana
keleawe, me kiʻekiʻe wela/wela hoʻoili (401 W/(m·K)), ductility, a me ke kumu kūʻai, hoʻohana nui ʻia i nā IC.
ʻO ka hui pū ʻana i kēia mau waiwai,daimana/ keleawe (Dia/Cu) composites—me Cu e like me ka matrix a me ke daimana e like me ka hooikaika—ke puka mai nei ma ke ano he mau mea hooponopono wela no ka hanauna e hiki mai ana.
02 Nā Hana Hana Nui
ʻO nā ʻano hana maʻamau no ka hoʻomākaukau ʻana i ke daimana / keleawe: ka pauka metallurgy, ke ʻano wela kiʻekiʻe a me ke ʻano kiʻekiʻe, ke ʻano hoʻoheheʻe immersion, ka hoʻokuʻu ʻana i ke ʻano sintering plasma, ke ʻano hoʻoheheʻe anuanu, etc.
Hoʻohālikelike i nā ʻano hana hoʻomākaukau like ʻole, nā kaʻina hana a me nā waiwai o ka nui o ka nui o nā ʻāpana daimana / keleawe composites
| ʻĀpana | ʻO ka pauka Metallurgy | Pumi Wela | Spark Plasma Sintering (SPS) | Pumi Kiekie Kiekie (HPHT) | Hoʻopuʻu anuanu | Hoʻoheheʻe ʻia |
| ʻAno daimana | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| Matrix | 99.8% Cu pauka | 99.9% electrolytic Cu pauka | 99.9% Cu pauka | Alloy/maemae Cu pauka | ʻO ka pauka Cu Maʻemaʻe | Maʻemaʻe Cu nui / koʻokoʻo |
| Hoʻololi Interface | – | – | – | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo | – | – |
| Ka nui o ka ʻāpana (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| Haʻawina Volume (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20–40 | 60–65 |
| Mahana (°C) | 900 | 800–1050 | 880–950 | 1100–1300 | 350 | 1100–1300 |
| Pumi (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| Manawa (min) | 60 | 60–180 | 20 | 6–10 | – | 5–30 |
| ʻO ka mānoanoa pili (%) | 98.5 | 99.2–99.7 | – | – | – | 99.4–99.7 |
| hana | ||||||
| ʻOi aku ka maikaʻi o ka wela wela (W/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | – | 943 |
ʻO nā ʻenehana hui like ʻo Dia/Cu:
(1)ʻO ka pauka Metallurgy
Hoʻopili ʻia nā pauka daimana/Cu hui ʻia a hoʻopaʻa ʻia. ʻOiai ʻoi aku ka maikaʻi a maʻalahi hoʻi, hāʻawi kēia ʻano hana i nā mea liʻiliʻi liʻiliʻi, nā microstructure like ʻole, a me nā ana laʻana i kaupalena ʻia.
Shui waena
(1)Pumi Kiekie Kiekie (HPHT)
Me ka hoʻohana ʻana i nā paʻi multi-anvil, hoʻoheheʻe ʻo Cu i nā lattices daimana ma lalo o nā kūlana koʻikoʻi, e hana ana i nā composites paʻa. Eia nō naʻe, pono ʻo HPHT i nā poni pipiʻi a kūpono ʻole no ka hana nui.
Cubic press
(1)Hoʻoheheʻe ʻia
Hoʻokomo ʻia ʻo Molten Cu i nā daimana preforms ma o ka hoʻokomo ʻana i ke kaomi-kōkua a i ʻole ka capillary-driven infiltration. Loaʻa i ka hui ʻana i ka hopena >446 W/(m·K) ka hoʻoili wela.
(2)Spark Plasma Sintering (SPS)
Hoʻopaʻa ʻia nā pauka hui ʻia ma lalo o ke kaomi ʻana. ʻOiai maikaʻi, hoʻohaʻahaʻa ka hana SPS i nā hakina daimana> 65 vol%.
Hoʻolālā kiʻi o ka ʻōnaehana sintering plasma hoʻokuʻu
(5) Hoʻopuʻu anu anuanu
Hoʻonui ʻia ka pauka a waiho ʻia ma luna o nā substrate. Ke kū nei kēia ʻano hana hou i nā luʻina i ka mana hoʻopau ʻili a me ka hōʻoia ʻana i ka hana wela.
03 Hoʻololi Interface
No ka hoʻomākaukau ʻana i nā mea hoʻohuihui, ʻo ka pulu ʻana ma waena o nā ʻāpana he mea pono e pono ai no ke kaʻina hana hoʻohui a me kahi mea nui e pili ana i ke ʻano o ka interface a me ke kūlana paʻa pili. ʻO ke kūlana hoʻomaʻemaʻe ʻole ma ke kikowaena ma waena o ke daimana a me Cu ke alakaʻi nei i kahi kiʻekiʻe kiʻekiʻe. No laila, he mea koʻikoʻi loa ka hana ʻana i ka noiʻi hoʻololi ʻana i ka pilina ma waena o nā mea ʻelua ma o nā ʻano ʻenehana like ʻole. I kēia manawa, ʻelua mau ala e hoʻomaikaʻi ai i ka pilikia pili ma waena o ka daimana a me Cu matrix: (1) Ka hoʻololi ʻana i ka ʻili o ke daimana; (2) Alloying lapaʻau o ke keleawe matrix.
Hoʻololi schematic diagram: (a) Hoʻopili pololei ma ka ʻili o ke daimana; (b) Hoʻohuihui matrix
(1) Hoʻololi ʻili o ke daimana
ʻO ka hoʻopaʻa ʻana i nā mea hana e like me Mo, Ti, W a me Cr ma ka ʻili o ka pae hoʻoikaika hiki ke hoʻomaikaʻi i nā hiʻohiʻona interfacial o daimana, a laila e hoʻonui ai i kona conductivity thermal. Hiki i ka Sintering ke hoʻololi i nā mea i luna me ke kalapona ma ka ʻili o ka pauka daimana e hana i kahi papa hoʻololi carbide. Hoʻonui kēia i ke kūlana pulu ma waena o ke daimana a me ke kumu metala, a hiki i ka uhi ke pale i ke ʻano o ke daimana mai ka loli ʻana i nā wela kiʻekiʻe.
(2) Alloying o ka matrix keleawe
Ma mua o ka hoʻoili ʻia ʻana o nā mea waiwai, lawe ʻia ka mālama mua-alloying ma ke keleawe keleawe, hiki ke hana i nā mea hana me ka conductivity thermal kiʻekiʻe. ʻAʻole hiki i ka Doping ikaika nā mea hana i loko o ka matrix keleawe ke hoʻohaʻahaʻa i ka Angle wetting ma waena o ke daimana a me ke keleawe, akā hoʻohua pū i kahi papa carbide i paʻa paʻa i ka matrix keleawe ma ke kikowaena daimana / Cu ma hope o ka hopena. Ma kēia ala, ua hoʻololi ʻia a hoʻopiha ʻia ka hapa nui o nā āpau i loaʻa i ka interface, a laila e hoʻomaikaʻi ai i ka conductivity thermal.
04 Hopena
ʻAʻole pōkole nā mea hoʻopili maʻamau i ka hoʻokele ʻana i ka wela mai nā ʻāpana kiʻekiʻe. ʻO Dia/Cu composites, me ka CTE hiki ke hoʻokō ʻia a me ka hoʻoili wela ultrahigh, e hōʻike ana i kahi hopena hoʻololi no nā mea uila e hiki mai ana.
Ma ke ʻano he ʻoihana ʻenehana kiʻekiʻe e hoʻohui ana i ka ʻoihana a me ke kālepa, ua kālele ʻo XKH i ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana a me ka hana ʻana i nā mea hoʻohui daimana / keleawe a me nā mea hoʻohui metala matrix kiʻekiʻe e like me SiC/Al a me Gr/Cu, e hāʻawi ana i nā hoʻonā hoʻokele wela hou me ka conductivity wela ʻoi aku ma mua o 900W/(m·K) no nā kahua o ka ʻeke uila, nā modules mana a me kahi wahi.
XKH's ʻO nā mea i hui pū ʻia me ka laminate keleawe i ʻaʻahu ʻia:
Ka manawa hoʻouna: Mei-12-2025