EN
Müasir Sistemlərdə Qrafit Kağızın Termal Keçiricilik Prinsipləri
Qrafit kağızın istilik idarəetmə sistemlərində əsas funksiyası həssas elektron komponentlərdən istiliyin sürətli şəkildə uzaqlaşdırılmasına kömək etməkdir. Karbon atomlarının unikal altıbucaqlı həcm strukturu sayəsində bu material müstəvi səthi boyuca istiliyi keçirmək qabiliyyətinə malikdir. Bir çox yüksək məhsuldarlıqda olan cihazlarda lokal istilik mənbələri, tez-tez «isti nöqtələr» kimi adlandırılır, bütün sistemin sabitliyini təhlükə altına alan temperaturlara çata bilər. Mühəndislər qrafit kağızın bir təbəqəsini daxil edərək bu toplanmış istilik enerjisini daha böyük bir səth sahəsinə "paylamağa" imkan yaradır. Bu yan istilik yayılması mənbədə maksimum temperaturu azaldır və fanlar və ya istilik boruları kimi ikinci soyutma mexanizmlərinin daha səmərəli işləməsinə imkan verir.
Anizotropik İstilik Keçiriciliyi İzah Edilmişdir
Qrafit kağızın ən fərqləndirici xüsusiyyəti anizotropik təbiətidir, yəni fiziki xüsusiyyətləri ölçmə istiqamətindən asılı olaraq dəyişir. Üfüqi müstəvidə (X-Y oxu) istilik keçiriciliyi mis və ya alüminium kimi ənənəvi metallardan əhəmiyyətli dərəcədə yuxarı olan $1500$ilə $1800 \text{ W/m·K}$ səviyyələrinə çata bilər. Əksinə, lövhənin qalınlığı üzrə (Z oxu) istilik keçiriciliyi çox daha aşağıdır və adətən $5$ilə $20 \text{ W/m·K}$ aralığında dəyişir. Bu istiqamətli üstünlük nəzərdə tutulmuş bir dizayn xüsusiyyətidir. Bu, materialın istiliyi cihazın daxili hissəsində tez yayarkən, həssas xarici qablaşdırma və ya istifadəçi tərəfinə yönəlmiş səthlərə birbaşa yayılmasının qarşısını almaq üçün eyni zamanda istilik "ekrani" və "paylayıcısı" kimi çıxış etməsinə imkan verir.
Sıx yerlərdə elastiklik və uyğunlaşma
Müasir elektronika getdikcə nazik konfiqurasiyalarla və mürəkkəb daxili həndəsəvi formalarla fərqlənir ki, bu da ənənəvi sərt istilik radiatorlarına ciddi tələb yaradır. Qrafit kağız dəqiqlikli kəsməyə uyğun gələn və əyri səthlər üzərində qatlanan, künclərdə yerləşdirilə bilən yüksək dərəcədə elastik həll təklif edir. Çox nazik olması — tez-tez $0.025 \text{ mm}$ ilə $0.1 \text{ mm}$ — aralığında olmağı — şassinin daxilində praktiki olaraq heç bir həcm tutmur. Bu elastiklik materialın müntəzəm olmayan komponent səthləri ilə sıx təmas saxlamasını təmin edir və beləliklə istilik interfeys müqavimətini azaldır. Zamanla köçə bilən və ya çıxarıla bilən daha qalın istilik keçiriciləri və maye pastalardan fərqli olaraq, qrafit kağız sabit bir lövhəsi telefonların və ultra nazik noutbukların dar boşluqlarına mükəmməl uyğun gələn daimi, etibarlı istilik keçirici yol təmin edir.
İstilik yayılması və ekranlaşdırma üçün inteqrasiya strategiyaları
Qrafit kağız yalnızca sadə keçirici kimi deyil, həm də kompleks ekoloji idarəetmə üçün çoxqatlı istilik həllərinin tərkib hissəsi kimi istifadə olunur. Bir çox mobil cihazlarda bu material nazik polimer plonka və ya yapışqanlarla birləşdirilərək kompozit "istilik etiketi" yaratmaq üçün istifadə olunur. Bu, kağızın displey panelinin arxası və ya batareya qutusuna asanlıqla yerləşdirilməsini imkan verir. İstiliyin bu böyük səthlər üzrə yayılması sayəsində sistem cihazın tam xarici səthinin passiv radiator kimi işləməsini təmin edir. Bu metod, təbii konveksiya prinsipini və daha böyük səthdən olan infraqırmızı radiasiyanı istifadə edərək daxili temperaturu azaltdığı üçün tək bir çıxış nöqtəsinə etimad etməkdən xeyli daha effektivdir.
Mobil elektronikada isti nöqtələrin aradan qaldırılması
İstifadəçilərin rahatlığı və komponentlərin ömrü baxımından isti nöqtələr smartfon və planşet sənayesində əsas narahatlıq mənbəyidir. Prosessor və ya enerji idarəetmə çipi maksimum güc ilə işlədikdə, kiçik bir sahədə intensiv istilik yaradır. İdarə edilmədikdə bu istilik ekran və ya arxa qapaq vasitəsilə hiss oluna bilər və cihazın zədələnməsinin qarşısını almaq üçün performansını azalda bilər. Qrafit kağız metal çərçivəyə və ya cihazın daxili ekranına istiliyi yaymaqla dərhal istiliyi uzaqlaşdıraraq ilk müdafiə xəttini təşkil edir. Bu tez yayılma, cihazın xarici səthindəki heç bir nöqtənin toxunulduqda çox isti olmasına imkan vermir və eyni zamanda daxili çiplərin daha uzun müddət yüksək saat tezliyi ilə işləməsinə imkan verir.
Həssas Komponentlərin Ekranlanması və Ayrılması
İstilikin yayılmasına əlavə olaraq, qrafit kağız elektromaqnit parçalanma (EMP) ekranı funksiyasını da yerinə yetirə bilər. Qrafit elektrik keçirən karbon forması olduğundan, düzgün şəkildə yerə qoşulmuş vərəq istenməyən radio tezlik siqnallarını bloklaya və ya udmağa kömək edə bilər. Bu iki tərəfli funksionallıq telekommunikasiya və kosmik sənayelərdə yüksək dəyərləndirilir, çünki bu sahələrdə yer və çəki çox qiymətlidir. Həm istiliyi, həm də EMP-ni idarə etmək üçün tək bir materialdan istifadə edərək, dizaynerlər ümumi detal sayını azalda və montaj prosesini sadələşdirə bilərlər. Bundan əlavə, kağız izolyasiya təbəqələri ilə örtüldükdə, yaxınlıqdakı güc tranzistorları və ya CPU-lar tərəfindən yaradılan istilikdən zəif sensorları və ya batareyaları qorumaq üçün istilik maneəsi kimi fəaliyyət göstərə bilər.
Sənaye İstilik Tətbiqetmələrində Etibarlılıq və Uzunömürlülük
Sənaye istiliyini idarəetmədə qrafit kağızdan istifadənin ən vacib üstünlüklərindən biri onun uzun müddət ərzində daxili sabitliyidir. Istilik yağları və ya silikon padlara nisbətən qrafit "quruyur", "buxarlanır" və ya fazalı ayrılma keçirmir. O, kimyəvi inertdir və əksər turşulara, əsaslara və üzvi həlledicilərə qarşı davamlıdır. Bu xüsusiyyətlər onu sərt mühitlərdə və ya təmirin çətin olduğu, məsələn, peyk avionikasında və ya dənizin dibindəki sensorlarda uzunmüddətli işlədilməsi tələb olunan avadanlıqlar üçün ideal seçim halına gətirir. Materialın xüsusiyyətləri daha yüksək temperaturlarda hətta yaxşılaşır və ya sabit qalır ki, bu da avadanlıq köhnəldikcə belə istilik idarəetmə sisteminin effektivliyini saxlayır.
İstilik İnterfeys Materialının Əvəzlənməsi
Qrafit kağız müxtəlif istilik interfeys materiallarının (TIM) yüksək performanslı alternativi kimi getdikcə daha çox istifadə olunur. Elektrik avtomobillərinin (EV) invertorlarında və ya 5G baz stansiyalarında olduğu kimi yüksək güc modullarında, istiliyin mənbəyi ilə radiatoru arasındakı səth kritik bir tıxanma nöqtəsidir. Standart istilik keçid parçalarının istilik keçiriciliyi tez-tez yalnız $1$ilə $8 \text{ W/m·K}$ . Bu parçaların yüksək təmizlikli qrafit kağızla əvəz edilməsi ilə istehsalçılar birləşmənin istilik müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilərlər. Qrafitin Z-oxu üzrə istilik keçiriciliyi X-Y müstəvisinə nisbətən aşağı olsa da, lövhənin son dərəcə nazik olması ümumi istilik impedansının çox aşağı olmasına səbəb olur və bu, tez-tez daha qalın olan ənənəvi materiallardan daha yaxşı performans göstərir və istilik dövrləri altında deqradasiyaya uğramayan daha möhkəm həll təmin edir.
Çəkinin Azaldılması və Davamlılıq Üstünlükləri
Aerospace və avtomobil sənayesində qurtarılan hər qram çəki yanacaq səmərəliliyinə və ümumi performansa töhfə verir. گرافيت کاغذي mis, mis və ya alüminium istilik yayıcılarına nisbətən qeyri-adi yüngül kütləyə malikdir və sıxlığı adətən $1.0$və $2.0 \text{ g/cm}^3$ arasında dəyişir. Ağır metal folyolardan nazik qrafit vərəqlərə keçid etməklə mühəndislər məhsulun çox az bir çəki ilə üstün istilik performansına nail ola bilərlər. Bundan əlavə, yüksək keyfiyyətli qrafit kağız təbii lövə qrafitdən istehsal oluna bildiyi üçün bəzi nadir torpaq elementləri ilə dopirlənmiş istilik birləşmələrinə nisbətən daha çox təbii və mövcud bir resursu təmsil edir. Onun möhkəmliyi həmçinin məhsulun ömrü ərzində daha az əvəzetmə və az tullantıya səbəb olur və bu müasir yaşıl istehsal standartları ilə uyğunlaşır. 
SSS
Qrafit kağız təkrarlanan istiləmə və soyuma prosesindən sonra təsirini itirirmi?
Xeyr, qrafit kağız istiliyə məruz qalmağa son dərəcə davamlıdır və maye və ya silikon əsaslı istilik materiallarında yayılmış olan keyfiyyətin aşağı düşmə problemindən əziyyət çəkmir. Təmiz karbondan ibarət olan bərk halda bir material olduğu üçün güc dövrləri ilə əlaqədar genişlənmə və daralma zamanı buxarlanmır, sərtləşmir və ya elastikliyini itirmir. Əslində, qrafitin mexaniki və istilik xüsusiyyətləri temperatur yüksəldikcə sabit qalır və ya hətta bir az yaxşılaşır ki, bu da onu istehlakçı və sənaye tətbiqlərində uzunmüddətli istilik idarəetməsi üçün ən etibarlı materiallardan birinə çevirir.
Qrafit kağız elektrik keçiricidir və qısa qapanma təhlükəsi yaradır?
Bəli, qrafit elektrik keçiriciliyi baxımından çox yaxşıdır. Bu səbəbdən elektron sistemlərə daxil edilərkən diqqətlə idarə olunmalıdır. Qrafid kağızın kənarları PCB üzərində açıq olan lehim birləşmələri və ya keçirici izlərlə təmasa gələrsə, qısa qapanma yarana bilər. Bu riski azaltmaq üçün istilik dizaynerləri tez-tez PET və ya Poliimid kimi nazik izolyasiya filmi ilə laminasiya edilmiş "kapsullanmış" qrafid lövhələrindən istifadə edirlər. Bu film tələb olunan elektrik izolyasiyasını təmin edərkən qrafidin istilik yayılması xüsusiyyətlərinin tamamilə işlək qalmasına imkan verir və beləliklə elektron toplanmanın təhlükəsizliyini təmin edir.
Qrafid kağızın performansı mis folqa ilə müqayisədə necədir?
Qrafid kağız ümumiyyətlə iki əsas səbəbdən istilik yayılması tətbiqlərində mis folqadan daha yaxşıdır. Birincisi, onun müstəvi daxilində istilik keçiriciliyi ( $1500 \text{ W/m·K}$ və ya daha çox) təmiz misin istilik keçiriciliyindən (təxminən $400 \text{ W/m·K}$ ). Bu, səthin istiliyin daha sürətli yayılmasına imkan verir. İkincisi, qrafit kağız eyni qalınlıqda mis folqa nisbətəndə əhəmiyyətli dərəcədə yüngül və elastikdir. Bu çəki üstünlüyü mobil və kosmik tətbiqlər üçün kritik əhəmiyyət daşıyır. Mis, istiliyi birbaşa qalınlığı boyu (Z oxu) ötürmək üçün daha yaxşı ola bilsə də, qrafitin üstün yayılma qabiliyyəti və aşağı çəkisi onu səth temperaturunu və isti nöqtələri idarə etmək üçün üstün seçim halına gətirir.
Qrafit kağız vakuum mühitində istifadə edilə bilərmi?
Bəli, qrafit kağız kosmik araşdırma və ya laboratoriya avadanlıqlarında olduğu kimi vakuum tətbiqetmələr üçün ideal namizəddir. Termal yağlardan və ya bir çox polimer əsaslı keçid lövhələrindən fərqli olaraq, təmiz qrafit kağız vakuumda "qaz çıxarmağa" səbəb ola biləcək uçucu üzvi birləşmələri (VOC) ehtiva etmir. Qaz çıxarma həssas optik səthlərin çirklənməsinə və ya özü-özlüyünə vakuum tıxmasının zəifləməsinə səbəb ola bilər. Qrafit kağız bərk karbon strukturuna malik olduğundan, konveksiyanın mümkün olmadığı və istiliyin yalnız keçid yolu ilə yayıldığı komponentlər arasında etibarlı istilik əlaqəsi təmin edərək vakuum şəraitində bütövlüyünü və istilik performansını saxlayır.
