Bho na 1980an, tha dùmhlachd amalachaidh chuairtean dealanach air a bhith ag àrdachadh aig ìre bhliadhnail de 1.5 uair no nas luaithe. Bidh amalachadh nas àirde a’ leantainn gu dùmhlachdan srutha nas motha agus gineadh teas nas motha rè obrachadh.Mura tèid a sgaoileadh gu h-èifeachdach, faodaidh an teas seo fàilligeadh teirmeach adhbhrachadh agus fad-beatha phàirtean dealain a lughdachadh.
Gus coinneachadh ri iarrtasan a tha a’ sìor fhàs airson riaghladh teirmeach, tha stuthan pacaidh dealanach adhartach le seoltachd teirmeach nas fheàrr gan rannsachadh agus gan leasachadh gu farsaing.
Stuth co-dhèanta daoimean/copair
01 Daoimean agus Copar
Am measg stuthan pacaidh traidiseanta tha ceirmeag, plastaig, meatailtean, agus na aloidhean aca. Tha ceirmeag mar BeO2 agus AlN a’ nochdadh CTEan a tha a’ maidseadh leth-chonnsachaidhean, deagh sheasmhachd cheimigeach, agus giùlan teirmeach meadhanach. Ach, tha an giullachd iom-fhillte aca, cosgais àrd (gu sònraichte BeO2 puinnseanta), agus brisgeachd a’ cuingealachadh thagraidhean. Tha pacadh plastaig a’ tabhann cosgais ìseal, cuideam aotrom, agus insulation ach tha e a’ fulang le droch ghiùlan teirmeach agus neo-sheasmhachd teòthachd àrd. Tha giùlan teirmeach àrd aig meatailtean fìor-ghlan (Cu, Ag, Al) ach CTE cus, agus tha aloidhean (Cu-W, Cu-Mo) a’ dèanamh cron air coileanadh teirmeach. Mar sin, tha feum èiginneach air stuthan pacaidh ùra a tha a’ cothromachadh giùlan teirmeach àrd agus CTE as fheàrr.
| Neartachadh | Seoltachd Teirmeach (W/(m·K)) | CTE (×10⁻⁶/℃) | Dlùths (g/cm³) |
| Daoimean | 700–2000 | 0.9–1.7 | 3.52 |
| Mìrean BeO | 300 | 4.1 | 3.01 |
| Mìrean AlN | 150–250 | 2.69 | 3.26 |
| Mìrean SiC | 80–200 | 4.0 | 3.21 |
| Mìrean B₄C | 29–67 | 4.4 | 2.52 |
| Fibre boron | 40 | ~5.0 | 2.6 |
| Mìrean TiC | 40 | 7.4 | 4.92 |
| Mìrean Al₂O₃ | 20–40 | 4.4 | 3.98 |
| Feusagan SiC | 32 | 3.4 | – |
| Mìrean Si₃N₄ | 28 | 1.44 | 3.18 |
| Mìrean TiB₂ | 25 | 4.6 | 4.5 |
| Mìrean SiO₂ | 1.4 | <1.0 | 2.65 |
Daoimean, an stuth nàdarrach as cruaidhe a tha aithnichte (Mohs 10), tha feartan sònraichte aige cuideachdseoltachd teirmeach (200–2200 W/(m·K)).
Micro-phùdar daoimean
Copar, le seoltachd teirmeach/dealain àrd (401 W/(m·K)), sùbailteachd, agus èifeachdas cosgais, air a chleachdadh gu farsaing ann an ICn.
A’ cur nan togalaichean seo ri chèile,daoimean / copar (Dia / Cu).—le Cu mar am maitrís agus daoimean mar neartachadh—a’ tighinn am bàrr mar stuthan riaghlaidh teirmeach an ath ghinealach.
02 Prìomh Dhòighean Saothrachaidh
Am measg nan dòighean cumanta airson daoimean/copar ullachadh tha: meatailteachd pùdar, dòigh àrd-theodhachd is àrd-bhruthadh, dòigh bogadh leaghaidh, dòigh shintearachd plasma sgaoilidh, dòigh spraeadh fuar, msaa.
Coimeas eadar diofar dhòighean ullachaidh, pròiseasan agus feartan co-dhèanamh daoimean/copair aon-mhìrean
| Paramadair | Meatailt Pùdair | Brùthadh Teth-falamh | Sinteradh Plasma Spark (SPS) | Àrd-bhruthadh Àrd-Teòthachd (HPHT) | Tasgadh Sprae Fuar | Leaghadh a-steach |
| Seòrsa Daoimean | MBD8 | HFD-D | MBD8 | MBD4 | PDA | MBD8/HHD |
| Maitrís | Pùdar Cu 99.8% | Pùdar Cu electrolytic 99.9% | Pùdar Cu 99.9% | Pùdar Cu fìor-ghlan/aloi | Pùdar Cu fìor-ghlan | Slat/mòr-chuid Cu fìor-ghlan |
| Atharrachadh Eadar-aghaidh | – | – | – | B, Ti, Si, Cr, Zr, W, Mo | – | – |
| Meud nam mìrean (μm) | 100 | 106–125 | 100–400 | 20–200 | 35–200 | 50–400 |
| Bloigh Meud (%) | 20–60 | 40–60 | 35–60 | 60–90 | 20–40 | 60–65 |
| Teòthachd (°C) | 900 | 800–1050 | 880–950 | 1100–1300 | 350 | 1100–1300 |
| Brùthadh (MPa) | 110 | 70 | 40–50 | 8000 | 3 | 1–4 |
| Ùine (mionaidean) | 60 | 60–180 | 20 | 6–10 | – | 5–30 |
| Dlùths Coimeasach (%) | 98.5 | 99.2–99.7 | – | – | – | 99.4–99.7 |
| Coileanadh | ||||||
| Seoltachd Teirmeach as Fheàrr (W/(m·K)) | 305 | 536 | 687 | 907 | – | 943 |
Am measg nan dòighean cumanta Dia / Cu tha:
(1)Meatailt Pùdair
Tha pùdar measgaichte daoimean/Cu air an teannachadh agus air an sintearachd. Ged a tha e cosg-èifeachdach agus sìmplidh, bheir an dòigh seo dùmhlachd cuibhrichte, meanbh-structaran neo-aonghnèitheach, agus tomhasan sampall cuibhrichte.
Saonad eadar-amail
(1)Àrd-bhruthadh Àrd-Teòthachd (HPHT)
Le bhith a’ cleachdadh preasan ioma-innean, bidh Cu leaghte a’ dol a-steach do lattices daoimean fo chumhachan anabarrach, a’ dèanamh co-dhèanamhan dùmhail. Ach, tha feum aig HPHT air molltairean daor agus chan eil e freagarrach airson cinneasachadh air sgèile mhòr.
Cpreas ubic
(1)Leaghadh a-steach
Bidh Cu leaghte a’ dol tro ro-chruthan daoimean tro bhith a’ dol a-steach le cuideachadh bho chuideam no le capillary. Bidh na co-dhèanamhan a thig às a sin a’ coileanadh seoltachd teirmeach >446 W/(m·K).
(2)Sinteradh Plasma Spark (SPS)
Bidh sruth cuisleach a’ sintearachd pùdar measgaichte gu luath fo chuideam. Ged a tha e èifeachdach, bidh coileanadh SPS a’ crìonadh aig bloighean daoimean >65 vol%.
Diagram sgemataigeach den t-siostam sintering plasma sgaoilidh
(5) Tasgadh Sprae Fuar
Tha pùdar air an luathachadh agus air an cur air bun-stuthan. Tha dùbhlain mu choinneamh an dòigh ùr seo ann an smachd crìochnachaidh uachdar agus dearbhadh coileanaidh teirmeach.
03 Atharrachadh Eadar-aghaidh
Airson ullachadh stuthan co-dhèanta, tha fliuchadh dha chèile eadar na pàirtean na riatanas riatanach airson a’ phròiseas co-dhèanta agus na fheart cudromach a bheir buaidh air structar an eadar-aghaidh agus staid ceangail an eadar-aghaidh. Tha an suidheachadh neo-fhliuch aig an eadar-aghaidh eadar daoimean agus Cu ag adhbhrachadh strì teirmeach eadar-aghaidh glè àrd. Mar sin, tha e glè chudromach rannsachadh atharrachaidh a dhèanamh air an eadar-aghaidh eadar an dà rud tro dhiofar dhòighean teicnigeach. An-dràsta, tha dà dhòigh ann sa mhòr-chuid gus an duilgheadas eadar-aghaidh eadar daoimean agus maitrís Cu a leasachadh: (1) Làimhseachadh atharrachaidh uachdar daoimean; (2) Làimhseachadh aloidh a’ mhaitrís copair.
Diagram sgemataigeach atharrachaidh: (a) Plàtadh dìreach air uachdar daoimean; (b) Aloidhean maitrís
(1) Atharrachadh uachdar daoimean
Faodaidh eileamaidean gnìomhach leithid Mo, Ti, W agus Cr a phlàtadh air uachdar na h-ìre ath-neartachaidh feartan eadar-aghaidh daoimean a leasachadh, agus mar sin a ghiùlan teirmeach a neartachadh. Faodaidh sintering leigeil leis na h-eileamaidean gu h-àrd freagairt leis a’ charbon air uachdar pùdar daoimean gus sreath eadar-ghluasaid carbide a chruthachadh. Bidh seo a’ leasachadh an staid fliuchaidh eadar an daoimean agus bonn a’ mheatailt, agus faodaidh an còmhdach casg a chuir air structar an daoimean bho bhith ag atharrachadh aig teòthachd àrd.
(2) A' measgachadh maitrís a' chopair
Mus tèid stuthan co-dhèanta a phròiseasadh, thèid ro-làimhseachadh a dhèanamh air copar meatailteach, agus faodaidh seo stuthan co-dhèanta a thoirt gu buil le seoltachd teirmeach àrd san fharsaingeachd. Chan e a-mhàin gun urrainn do eileamaidean gnìomhach dopaidh anns a’ mhaitris copair an ceàrn fliuchaidh eadar daoimean agus copar a lughdachadh gu h-èifeachdach, ach cuideachd sreath charbide a chruthachadh a tha soluble ann am maitrís copair aig an eadar-aghaidh daoimean / Cu às deidh an ath-bhualadh. San dòigh seo, thèid a’ mhòr-chuid de na beàrnan a tha ann aig an eadar-aghaidh stuthan atharrachadh agus a lìonadh, agus mar sin a’ leasachadh an seoltachd teirmeach.
04 Co-dhùnadh
Chan eil stuthan pacaidh àbhaisteach a’ riaghladh teas bho chips adhartach. Tha co-dhèanamhan Dia/Cu, le CTE a ghabhas atharrachadh agus seoltachd teirmeach fìor àrd, a’ riochdachadh fuasgladh cruth-atharrachail airson electronics an ath ghinealaich.
Mar iomairt àrd-theicneòlais a tha ag amalachadh gnìomhachas agus malairt, tha XKH ag amas air rannsachadh, leasachadh agus cinneasachadh stuthan co-dhèanta daoimean/copair agus stuthan co-dhèanta maitrís meatailt àrd-choileanaidh leithid SiC/Al agus Gr/Cu, a’ toirt seachad fuasglaidhean riaghlaidh teirmeach ùr-ghnàthach le seoltachd teirmeach os cionn 900W/(m·K) airson raointean pacaidh dealanach, mhodalan cumhachd agus aerospace.
XKH'Stuth co-dhèanta laminate còmhdaichte le copar daoimean:
Àm puist: 12 Cèitean 2025