EN
Grafut Bumaganing Termal Otkazuvchanlik Printsiplari Sovremenni Sistemalarda
Grafit qog'ozning issiqlikni boshqarish tizimlaridagi asosiy funksiyasi nozik elektron komponentlardan issiqlikni tez olib ketish imkonini berishdir. Uglerod atomlarining noyob oltiburchak panjara tuzilishi tufayli bu material tekis sirti bo'ylab issiqlik o'tkazish qobiliyatiga ega. Ko'plab yuqori samarali qurilmalarda, ko'pincha issiq nuqtalar deb ataladigan joylashtirilgan issiqlik manbalari butun tizim barqarorligini xavf ostiga qo'yadigan haroratlarga yetib borishi mumkin. Muhandislar grafit qog'oz qatlamini joriy etish orqali ushbu markazlashtirilgan issiqlik energiyasini ancha katta sirt maydoniga "tarqatish"lari mumkin. Bu yon tomonga issiqlik tarqalishi manbadagi maksimal haroratni kamaytiradi va sovutish mexanizmlariga (masalan, ventilyatorlar yoki issiqlik chelaklariga) samaraliroq ishlash imkonini beradi.
Anizotropik Issiqlik O'tkazuvchanligi Tushuntirilgan
Grafit bumaganing eng salkam xarakteristiwi anizotropik xarakteri bolup, fizik xususiyatlari olchamalaniw ushbasina qarağanda farqlanadi. Gorizontal jazda (X-Y o'si boyinsha), jylu otkizgishlik 1800 W/m·K degen joğarğı deñgeyge jeyin jetywi mümkin, bu mis yamasa alüminiy kibi gelenekli metallardan körinip turat. Kersi, paraq qalinligi boyinsha jylu otkizgishlik (Z-o'si boyinsha) kiyelasar asa tömendir, adeti 20 W/m·K araliqta terimdeli. Bu ushba ushinshi xususiyat maqsatli dizayn xarakteri. Materialdi jylu 'qaliw' hem 'taraq' dep eki qatarda işlestiriwge mümkindik beredi, jyluwi qurildiwi ichinde tiz arqaliq jylatip, jylu sezgishliktiwi syrtqy qaplaw yamasa paydalanuwshi juzi joniwdegi bettiñ joniwden qorğaw ushin. $1500$dan $1800 \text{ W/m·K}$ . Kersi, paraq qalinligi boyinsha jylu otkizgishlik (Z-o'si boyinsha) kiyelasar asa tömendir, adeti $5$dan $20 \text{ W/m·K}$ araliqta terimdeli. Bu ushba ushinshi xususiyat maqsatli dizayn xarakteri. Materialdi jylu 'qaliw' hem 'taraq' dep eki qatarda işlestiriwge mümkindik beredi, jyluwi qurildiwi ichinde tiz arqaliq jylatip, jylu sezgishliktiwi syrtqy qaplaw yamasa paydalanuwshi juzi joniwdegi bettiñ joniwden qorğaw ushin.
Tegirik Orinlarda Esilik Hem Siziqiliq
Zamonaviy elektronika barqaror ravishda ingichka profilga ega bo'lib, murakkab ichki geometriyaga ega, bu an'anaviy qattiq sovutish radiatorlari uchun katta qiyinchilik tug'diradi. Grafit qog'oz o'ziga xos moslashuvchan yechimni taqdim etadi, uni murakkab shakllarga kesish va egilgan sirt yoki burchaklarga o'rab qo'yish mumkin. U ayniqsa juda ingichka — ko'pincha $0.025 \text{ mm}$ dan $0.1 \text{ mm}$ — shu sababli apparatdagi hajmi deyarli nolga teng. Bu moslanuvchanlik materialning tekis bo'lmagan komponent sirti bilan doim yaqin aloqada bo'lishini ta'minlaydi va natijada issiqlik uzatish qarshiligini kamaytiradi. Vaqt o'tishi bilan siljishi yoki chiqib ketishi mumkin bo'lgan qalinroq issiqlik kestalari yoki suyuq pastalardan farqli o'laroq, grafit qog'ozining barqaror varaqasi smartfonlar va giper ingichka noutbuklarning tor bo'shliqlariga mukammal mos keladigan doimiy, ishonchli issiqlik o'tkazuvchi yo'l taqdim etadi.
Issiqlik tarqalish va ekranlash uchun integratsiya strategiyalari
Grafit qog'oz faqat oddiy o'tkazgich sifatida emas, balki keng ko'lamli atrof-muhitni boshqarish uchun ko'p qavatli issiqlik yechimlariga ham integratsiya qilinadi. Ko'plab mobil qurilmalarda material ingichka polimer plyonkalari yoki klelar bilan birga ishlatilib, murakkab "issiqlikli nishon" hosil qiladi. Bu qog'ozni displey panellari yoki batareya korpuslari orqasiga osongina joylashtirish imkonini beradi. Issiqlikni katta hajmli sohalarga tarqatish orqali tizim qurilmaning butun tashqi sirtini passiv radiator sifatida ishlatadi. Bu usul bitta chiqish nuqtasiga tayanishdan ancha samaraliroq bo'lib, tizim katta sirt maydonidan tabiiy konveksiya va infraqizil nurlanish tamoyilini qo'llab, ichki haroratni pasaytiradi.
Mobil elektronikadagi issiq nuqtalarni bartaraf etish
Ismartfon va planshet sanoatida issiq nuqtalar foydalanuvchi qulayligi va komponentlarning xizmat muddati uchun katta muammo hisoblanadi. Protssessor yoki quvvat boshqaruv mikrosxemasi maksimal quvvatda ishlaganda, u juda maydak joyda kuchli issiqlik chiqaradi. Agar bu issiqlikni boshqarishga e'tibor berilmasa, u ekran yoki orqa qopqoq orqali sezilishi mumkin hamda qurilmaning o'zini himoya qilish maqsadida tezligini pasaytirishiga olib kelishi mumkin. Grafit qog'oz ushbu issiqlikni darhol olib ketish orqali birinchi himoya chizig'i vazifasini bajaradi va uni metall ramkaga yoki qurilmadagi ichki ekranlashga yo'naltiradi. Bu tezkor taqsimlash tashqi sirtning biron bir nuqtasida noqulaylik tug'diradigan darajada isishining oldini oladi hamda bir vaqtda ichki mikrosxemalarga uzoqroq muddat yuqori chastotalarda ishlash imkonini beradi.
Nozik komponentlarni ekranlash va ajratish
Issiqlik tarqalishiga qo'shimcha ravishda, grafit qog'oz elektromagnit to'siq (EMI) himoyasini ta'minlashi mumkin. Grafit elektr tokini o'tkazuvchi uglerod shakli bo'lgani uchun, to'g'ri ulangan varaqa keraksiz radio chastotali signallarni blokirovka qilish yoki so'rilib olishiga yordam beradi. Ushbu ikki funktsiyali xususiyat telekommunikatsiya va kosmik sohalarda keng qo'llaniladi, bu yerda joy va og'irlik muhim ahamiyatga ega. Bitta materialdan foydalanib, issiqlikni ham, EMI ni ham boshqarish orqali dizaynerlar jami qismlar sonini kamaytirishlari va montaj jarayonini soddalashtirishlari mumkin. Shuningdek, izolyatsiya qatlamlari bilan qoplanganda, qog'oz issiqlik to'sig'i vazifasini bajarib, yaqin atrofdagi kuchlanish tranzistorlari yoki CPU lar tomonidan chiqariladigan issiqlikdan nozik sensorlar yoki batareykalarni himoya qiladi.
Sanoat issiqlik ilovalarida ishonchlilik va uzun muddatli foydalanish
Sanoatda issiqlikni boshqarishda grafit qog'ozdan foydalanishning eng muhim afzalliklaridan biri uzoq muddat davom etadigan barqarorligidir. Issiqlik moylari yoki silikonli plastinkalardan farqli o'laroq, grafit "qurib ketmaydi", "bug'lanmaydi" yoki fazaviy ajralishga uchramaydi. U kimyoviy jihatdan inert va ko'p kislotalarga, asoslarga va organik erituvchilarga chidamli. Bu sun'iy yo'ldosh avionikasi yoki chuqur dengiz sensorlari kabi xavfli muhitda yoki texnik xizmat ko'rsatish qiyin bo'lgan tizimlarda ishlashi kerak bo'lgan uskunalar uchun ideal tanlovdir. Materialning xususiyatlari yuqori haroratlarda yanada yaxshilanadi yoki barqaror saqlanadi, shu tufayli uskuna eskirgan paytda ham issiqlikni boshqarish tizimi samaradorligi saqlanadi.
Issiqlik interfeys materialini almashtirish
Grafit qog'ozidan an'anaviy issiqlik interfeys materiallariga (TIM) yuqori ishlashga ega bo'lgan muqobil sifatida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Elektr transport vositasi (EV) inverterlarida yoki 5G baza stansiyalarida mavjud bo'lgan yuqori quvvatli modullarda issiqlik manbai va issiqlik sinki o'rtasidagi interfeys muhim tirnoqdir. Standart issiqlik padlari koʻpincha faqat $1$dan $8 \text{ W/m·K}$ . Bularni yuqori soflikdagi grafit qog'ozi bilan almashtirish orqali ishlab chiqaruvchilar ulanishning issiqlik kuchini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Grafitning Z o'qi o'tkazuvchanligi uning X-Y tekisligidan past bo'lsa-da, plitaning juda nozikligi juda past umumiy issiqlik impedansini keltirib chiqaradi, bu ko'pincha ancha qalinroq an'anaviy materiallardan ustun keladi va issiqlik sikli ostida buzilmaydigan uzoq
Og'irlikni kamaytirish va barqarorlik uchun foyda
Aerokosmik va avtomobil sanoati sohasida har bir gram tejash yoqilg'i samaradorligini va umumiy ishlashini oshiradi. Grafit Qog'oz misol yoki alyuminiy issiqlik tarqatgichlarga qaraganda ajoyib darajada yengil, odatda $1.0$va $2.0 \text{ g/cm}^3$ pomiyaga og'ir metall fol'galarni ingichka grafit varaqchalarga almashtirish orqali muhandislar og'irlikning faqat bir qismi bilan yuqori issiqlik ishlashiga erisha oladilar. Shuningdek, sifatli grafit qog'oz tabiiy plastincha grafitidan ishlab chiqarilishi mumkinligi sababli, u ayrim noyob yer elementlari aralashgan issiqlik birikmalariga qaraganda barqarorroq va ko'proq uchraydigan resursdir. Uning chidamliligi shuningdek mahsulotning butun foydalanish muddati davomida kamroq almashtirish va kamroq chiqindilarga olib keladi, bu zamonaviy ekologik ishlab chiqarish standartlariga mos keladi. 
Ko'p beriladigan savollar
Grafit qog'oz takroran isitish va sovutilgandan keyin samarasini yo'qotmaydimi?
Yoq, grafittı qâğız jay tajruba etughe tırt qarşı asırı dayanımtı bolıp, sıyidıqtı yä ya silikonlı jıllıqtı jylu malımlarğa oraq qatenaı jylu jöktiriwge qarşı dayanımtılıq degen maqsetke ıe. Tazâ karbondan turgan qattıq kuyi bolıp, qâğız qulıqtı jylu jöktiriwge qarşı qatenaı, qattıqqa aısqan jä ya esneklikten aısqan bolsa da buharlamaydı. Shıynıy, grafittıq mexanikaliq jä jylu qasıetleri turgan boldı yä ya temperatila qattamawğa qarayı birazg’ana jaksartıw bolı, ol consumer jä önerkâsıp qoldanıwlarğa qarayı uzaq merzimde jylu bıldıw maqsetlerge qarayı enıq qarşı dayanımtılıq mal bolıp qaladı.
Grafittı qâğız elektr tokinke ötkizbedi me, qısqa toq jiberedi me?
Ha, grafit a'lo elektr o'tkazuvchandir. Shu sababli uni elektron tizimlarga integratsiya qilishda ehtimot bilan munosabatda bo'lish kerak. Agar grafit qog'ozining chetlari PCBdagi oshkor paydo bo'lgan lehim birikmalariga yoki o'tkazuvchan izlarga tegib qolsa, bu qisqa tutashuvga olib kelishi mumkin. Ushbu xavfni kamaytirish uchun issiqlik muhandislari ko'pincha PET yoki politftalimidda kabi ingichka izolyatsion plyonkalar bilan laminatsiyalangan "kapsullangan" grafit varaqdan foydalanadi. Bu plyonkalar grafitning issiqlik tarqatish xususiyatlarini to'liq saqlab turish hamda elektron birlashtirishning xavfsizligini ta'minlaydi.
Grafit qog'ozning ishlashi mis folga bilan solishtirganda qanday?
Grafit qog'oz asosan ikki sababga ko'ra issiqlik tarqatish sohasida mis folgadan yaxshiroq ishlaydi. Birinchidan, uning tekislikdagi issiqlik o'tkazuvchanligi ( $1500 \text{ W/m·K}$ yoki undan ham yuqori) sof misnikidan (taxminan $400 \text{ W/m·K}$ ). Bu sirt bo'ylab issiqlikni tarqatishni ancha tezlashtiradi. Ikkinchidan, grafit qog'oz bir xil qalinlikdagi mis folgadan ancha yengilroq va moslashuvchanroq. Ushbu og'irlik afzalligi mobil va kosmik sohalarda juda muhim. Agar mis undan qalinligi (Z-o'qi) bo'yicha issiqlik uzatishda yaxshiroq bo'lsa ham, grafitning yuqori tarqoq xususiyati va past og'irlikka ega bo'lishi sirt haroratini boshqarish va issiq nuqtalarni nazorat qilish uchun afzal tanlov bo'lib xizmat qiladi.
Grafit qog'ozni vakuum muhitida foydalanish mumkinmi?
Ha, grafit qog'oz kosmik tadqiqotlar yoki laboratoriya uskunalari kabi vakuumdagi ilovalar uchun ideal namoyanda hisoblanadi. Issiqlik moylari yoki ko'plab polimer asosidagi plastinkalardan farqli o'laroq, toza grafit qog'oz vakuumda "gaz chiqarish"ga olib keladigan uglevodorod birikmalari (VOC) ni o'z ichiga olmaydi. Gaz chiqarish nozik optik sirtlarning ifloslanishiga yoki vakuum germetiklanishining o'zining buzilishiga olib kelishi mumkin. U qattiq uglerod strukturasi bo'lgani uchun grafit qog'oz vakuumda butunligini va issiqlik samaradorligini saqlaydi va bu erda konveksiya imkonsiz bo'lib, issiqlikni o'tkazish - yagona mavjud sovutilish usulidir.
