Kem tản nhiệt với độ dẫn nhiệt cao nên silicon chứa thành phần graphene

Abstract

Kem tản nhiệt nền silicon là vật liệu giao diện nhiệt điển hình được sử dụng để nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt ở lớp tiếp giáp giữa nguồn nhiệt và bộ tản nhiệt của linh kiện điện tử. Để tăng hệ số dẫn nhiệt của kem nền silicon, các chất đệm có độ dẫn nhiệt cao được thêm vào và phân tán đồng đều trong nền kem, chẳng hạn như nhôm oxit, kẽm oxit, graphit, bột nhôm... Graphene là vật liệu có nhiều tính chất cơ lý ưu việt, trong đó có hệ số dẫn nhiệt cao (k~5000 W/m.K), do vậy vật liệu này có tiềm năng ứng dụng lớn trong lĩnh vực tản nhiệt cho các linh kiện và thiết bị công suất lớn nói chung, trong kem tản nhiệt nói riêng. Bài báo này trình bày một số kết quả thu được trong việc chế tạo và khảo sát tính chất của kem tản nhiệt nền silicon chứa thành phần graphene. Để tăng khả năng phân tán của graphene trong nền kem silicon, graphene được biến tính gắn nhóm chức -COOH và sử dụng thiết bị nghiền bi năng lượng cao 8000D Mixer/Mill trong quá trình phân tán. Kết quả khảo sát cho thấy, độ dẫn nhiệt của kem tăng lên theo hàm lượng của graphene, ứng với 1% thể tích của graphene thì độ dẫn nhiệt của kem tản nhiệt tăng lên đến 230%. Như vậy, vật liệu graphene đã giúp cải thiện tính dẫn nhiệt của kem tản nhiệt nền silicon, có tiềm năng ứng dụng lớn trong việc nâng cao hiệu quả tản nhiệt cho các linh kiện điện tử và các thiết bị công suất lớn.