Nastajajoča in razvijajoča se hladilna tehnologija
Dvodimenzionalni materiali
Dvodimenzionalni materiali se nanašajo na materiale, v katerih se elektroni lahko prosto gibljejo na nanometrski lestvici v dveh dimenzijah, to je, da se elektroni lahko gibljejo samo v ravnini. Običajni dvodimenzionalni materiali vključujejo grafen, heksagonalni borov nitrid, superrešetke, kvantne vrtine itd. Zaradi zelo dobre toplotne prevodnosti se lahko dvodimenzionalni materiali uporabljajo v embalaži elektronskih čipov za izboljšanje odvajanja toplote. Grafen ima kot tipičen predstavnik ultra visoko toplotno prevodnost 5300 W/(m·K) zaradi močne vezi sp2, ki se lahko uporablja kot obetaven material za odvajanje toplote. Številni dokumenti poročajo, da se lahko različni filmi na osnovi grafena, grafenski papir, večplastni grafen/epoksi polimerni materiali in grafenske plošče uporabljajo kot plasti za odvajanje toplote v elektronskih napravah. Heksagonalni borov nitrid ima kot dvodimenzionalni material, ki prevaja toploto, ne prevaja pa električne energije, toplotno prevodnost 390 W/( m·K), razteznostni koeficient pa je najmanjši med trenutno znanimi keramičnimi materiali.
Najbolj reprezentativna je uporaba grafena za odvajanje toplote v dvodimenzionalnih materialih. Avtor meni, da je med odvajanjem toplote elektronskega čipa mogoče prekriti grafensko folijo na čipu, heksagonalni borov nitrid pa napolniti v embalažno smolo, ki je lahko zelo velika. Stopnja zmanjšanja toplotne odpornosti. Dvodimenzionalno materialno odvajanje toplote je trenutno v fazi razvoja v industriji in na tem področju je še dolga pot. Ko bodo zreli, bodo dvodimenzionalni materiali zagotovo zasijali na področju odvajanja toplote odrezkov.
Odvajanje toplote ionskega vetra
Ko se med ostro površino in topo površino nanese električno polje, se v bližini ostre površine ionizira veliko število negativnih ionov, v bližini tope površine pa nastane veliko število pozitivnih ionov. Pozitivne in negativne ione je treba nevtralizirati, negativni ioni pa odletijo do pozitivnih ionov. Gibanje ionov bo povzročilo velike motnje v okoliški tekočini. Zaradi vztrajnosti se druge molekule v zraku premikajo skupaj, kar ustvarja ionski veter. Slika 7 je shematski diagram proizvodnje ionskega vetra. Tehnologijo odvajanja toplote z ionskim vetrom je leta 2006 prvi izumil profesor Alexander Mamishev. Tessera, globalni dobavitelj tehnologije miniaturizacije elektronskih izdelkov, je lansirala rešitev za odvajanje toplote Electrohydro Dynamic (EHD), ki temelji na odvajanju toplote ionskega vetra. Površina je le 3 cm2 in se lahko namesti. V prenosniku. Največja prednost te metode odvajanja toplote je, da ni mehanskega mehanizma in ne ustvarja hrupa. Obstaja nekaj težav z odvajanjem toplote ionskega vetra. Na primer, poraba energije sistema se lahko poveča, elektromagnetno sevanje, ki ga ustvarja ionski veter, pa bo vplivalo tudi na zdravje ljudi. Vendar so te težave rešene. Težave, kako preprečiti prah in kako podaljšati življenjsko dobo, se še vedno rešujejo.
V zaključku
Po razvrščanju in analizi zgornjih več metod odvajanja toplote ni težko ugotoviti, da z nenehnim posodabljanjem in napredkom elektronskih naprav metode odvajanja toplote elektronskih naprav vse bolj zasledujejo prenosljivost in večjo učinkovitost. Medtem ko so elektronske naprave in elektronski čipi natančnejši in kompaktnejši, prinašajo tudi težave z odvajanjem toplote. Vpliv temperature na elektronsko opremo se kaže predvsem v dveh vidikih: eden je toplotna okvara čipa, drugi pa poškodba zaradi napetosti. Če primerjamo zgornje metode odvajanja toplote, če ima ena sama metoda preveč pomanjkljivosti, lahko za odvajanje toplote uporabimo več metod, kot so: ionski veter in prisilno zračno hlajenje za odvajanje toplote; Shranjevanje energije s spremembo faze in toplotne cevi za odvajanje toplote; 2. Dimenzionalni materiali so pakirani in kombinirani z drugimi metodami odvajanja toplote."5D elektronska kri" je zelo obetavna tehnologija in to bo velika sprememba v elektronski opremi, ki jo je treba razviti. Uporaba dvodimenzionalnih materialov za pakiranje elektronske opreme in uporaba mikrokanalov na spodnji plošči se bo vse bolj uporabljala, za različne situacije pa je treba izbrati druge metode odvajanja toplote. Avtor osebno daje prednost hlajenju hranilnika energije s spremembo faz in hlajenju toplotnih cevi.
