Échantillon du matériel. Crédit :NUST MISIS
Les scientifiques de NUST MISIS ont développé des composites qui conduisent la chaleur plusieurs fois mieux que leurs homologues et sont même soumis à un traitement simple et bon marché. En utilisant la technologie nouvellement obtenue dans l'électronique moderne, il est possible de résoudre le problème de surchauffe du PCB. Les résultats de la recherche ont été publiés dans le Journal des alliages et des composés .
L'électronique peut surchauffer, geler, redémarrage automatique, etc., mais ce n'est que la partie visible du problème. Avec une surchauffe régulière, un appareil se dégrade simplement car les températures élevées sont toujours dangereuses pour ses composants internes. Souvent, la surchauffe se manifeste par des "freezes" réguliers après le lancement du gadget, ou pire, par un écran bleu ou un arrêt inattendu. Les processeurs d'ordinateurs et de smartphones et les cartes vidéo sont les plus sensibles aux échauffements, car les températures élevées réduisent la durée de leur fonctionnement stable. Bien que les appareils modernes soient automatiquement éteints lorsqu'une température critique est atteinte, une augmentation plus normale de la température conduit à des erreurs de processeur et même à une panne de la puce.
Pour résoudre ce problème, Les scientifiques de NUST MISIS ont proposé une méthode universelle pour produire bon marché, composites légers à haute conductivité thermique et propriétés mécaniques profondes.
« Un matériau qui conduit bien la chaleur et ne conduit pas le courant électrique et a donc une base polymère, est potentiellement moins cher que les analogues courants dans le cycle de production et de transformation, c'est donc devenu notre objectif, " a déclaré Dmitri Muratov, l'un des auteurs de l'étude, et chercheur senior au département NUST MISIS pour les nanosystèmes fonctionnels et les matériaux à haute température.
Selon Muratov, le composite obtenu est très prometteur pour remplacer les matériaux stratifiés renforcés dans les circuits imprimés ou dans les petits boîtiers électroniques où il y a une génération de chaleur notable (par exemple, lampes à diodes).
Bloc de contrôle de processus. Crédit :NUST MISIS
La technologie mise en œuvre chez NUST MISIS implique que le polyéthylène haute densité soit utilisé comme base polymère, et le nitrure de bore hexagonal en tant que charge de matériau. L'équipe de recherche a développé une combinaison optimale de modes de traitement pour garantir les propriétés souhaitées de la charge.
"Par conséquent, nous avons obtenu des résultats positifs. Le travail démontre la résistance du composite à base de polyéthylène et de nitrure de bore à hauteur de 24 MPa, et sa conductivité thermique est devenue au moins deux ou trois fois supérieure à celle de la fibre de verre, qui est utilisé dans les appareils analogiques, ", a déclaré Dmitri Muratov.
Muratov pense que le matériau peut remplacer efficacement la fibre de verre dans l'électronique moderne, car il ne présente pas les inconvénients correspondants des résines époxy toxiques dans la composition. Outre le fait que le composite évacue la chaleur dans la mesure souhaitée - environ 1 W/m*K - il est également facile à recycler.
« L'avantage économique de nos matériaux est dû à la facilité d'utilisation, alors que la fibre de verre est extrêmement difficile à traiter car son polymère est composé de plastiques réactifs (résines époxy) qui ne peuvent pas être réutilisés après durcissement, " dit Muratov.
Actuellement, des scientifiques collaborent avec l'Université du Nebraska-Lincoln (États-Unis) à la synthèse de matériaux bidimensionnels et à l'étude de leurs propriétés. Ils cherchent un moyen d'augmenter considérablement la conductivité thermique des composites en utilisant des matériaux pour lesquels des taux élevés ont été théoriquement justifiés.
