Le Dr Cheol-Woo Ahn, à la tête d'une équipe de recherche du Département de céramique fonctionnelle de la Division des matériaux céramiques de l'Institut coréen des sciences des matériaux (KIMS), a développé le premier matériau de dissipation thermique au monde. Ce matériau réduit le caractère hydrophile grâce à une réaction chimique qui forme une couche composite nanocristalline et augmente la conductivité thermique en contrôlant les défauts ponctuels. Ce processus se produit lors d'un simple processus de frittage qui ne nécessite pas de traitement de surface.
La recherche est publiée dans la revue Small Methods .
La charge d'alumine conventionnelle, largement utilisée pour la dissipation thermique, présente des limites en termes d'amélioration de la conductivité thermique. Par conséquent, il existe un potentiel dans l’utilisation de la magnésie, qui offre un faible coût des matières premières et une excellente conductivité thermique et résistivité. Cependant, la température de frittage élevée de 1 800 °C de la magnésie et sa nature hygroscopique, qui réagit avec l'humidité de l'air, ont limité son utilisation comme charge thermique.
L’équipe de recherche a utilisé des additifs pour créer une fine couche composite nanocristalline pendant le processus de frittage, formant ainsi une couche protectrice qui réagit avec l’humidité. Ils ont réussi à augmenter la conductivité thermique en contrôlant les défauts grâce à des températures de frittage plus basses. Cette percée est considérée comme surmontant les limites des matériaux de magnésie existants et ouvrant de nouvelles possibilités pour les matériaux de gestion thermique dans les industries de nouvelle génération.
Ces dernières années, avec les progrès des industries de haute technologie, la miniaturisation et la multifonctionnalité des composants électroniques ont posé des défis importants en matière de gestion thermique. Cela est particulièrement évident dans les batteries de grande capacité des véhicules électriques et dans l'intégration accrue de composants électroniques, qui nécessitent des matériaux de dissipation thermique à haute conductivité thermique pour gérer l'augmentation de la densité thermique.
Sur la base des projections de ventes de véhicules électriques, le marché des matériaux de dissipation thermique utilisés dans les matériaux d'interface thermique des véhicules électriques devrait atteindre environ 9 700 milliards de wons en 2025. Les résultats de cette recherche sont très prometteurs pour résoudre les problèmes de réaction à l'humidité et de frittage élevé. températures associées aux matériaux de dissipation thermique à faible coût existants.
Le Dr Cheol-Woo Ahn, chercheur principal, a déclaré :« Nous avons pu résoudre le problème de la réaction à l'humidité, qui provoque le mélange avec les polymères, de manière simple grâce à des additifs dans le processus de fabrication des charges céramiques d'oxyde. Nous avons développé des charges d'oxyde avec conductivité thermique élevée en contrôlant les défauts. Nous prévoyons que la charge de dissipation thermique en magnésie développée à faible coût et de haute qualité dominera le marché des matériaux céramiques de dissipation thermique. "
Plus d'informations : Hyun‐Ae Cha et al, Couche composite nanocristalline réalisée par simple frittage sans traitement de surface, réduisant l'hydrophilie et augmentant la conductivité thermique, Petites méthodes (2023). DOI : 10.1002/smtd.202300969
Informations sur le journal : Petites méthodes
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