Bước đột phá mới nhất trong tản nhiệt LED --- tản nhiệt than chì
Sự dẫn nhiệt trong chất rắn chủ yếu được thực hiện bằng dao động của mạng tinh thể và chuyển động của các electron tự do. Trong kim loại có một số lượng lớn các êlectron tự do, khối lượng các êlectron rất nhẹ và truyền nhiệt rất nhanh nên kim loại có tính dẫn nhiệt lớn.
Đối với kim loại dẫn nhiệt, dao động mạng tinh thể là thứ yếu; đối với chất rắn polime (tản nhiệt bằng than chì) có ít êlectron tự do. Do đó, sự dao động của các nguyên tử trong polyme là cơ chế dẫn nhiệt chính.
Polyme cao (tản nhiệt bằng than chì) bị chi phối bởi các liên kết cộng hóa trị, và không có các điện tử tự do. Sự dẫn nhiệt chủ yếu được tiến hành bởi các phonon va chạm với nhau của các phân tử (hoặc nguyên tử). Do đó, mức độ kết tinh có ảnh hưởng quan trọng đến độ dẫn nhiệt. Vì polyme khó tạo thành đơn tinh thể hoàn chỉnh nên độ dẫn nhiệt của polyme tinh thể hoặc vô định hình không cao, nhưng độ dẫn nhiệt cũng cao khi độ kết tinh cao.
Giả sử rằng một hạt trong mạng tinh thể ở nhiệt độ cao hơn thì dao động nhiệt của nó mạnh hơn và biên độ trung bình cũng lớn hơn, trong khi nhiệt độ của hạt lân cận thấp hơn thì dao động nhiệt yếu hơn. Do lực tương tác giữa các hạt, dao động của các hạt có độ rung yếu hơn sẽ tăng lên dưới tác dụng của các hạt có độ rung mạnh hơn, và năng lượng của chuyển động nhiệt sẽ tăng lên.
Trong polyme cao, hệ số dẫn nhiệt trong phân tử cao hơn hệ số dẫn nhiệt giữa các phân tử, do đó sự tăng khối lượng phân tử có lợi cho việc cải thiện hệ số dẫn nhiệt. Trong vật liệu polyme định hướng, độ dẫn nhiệt theo hướng định hướng cao hơn độ dẫn nhiệt theo hướng định hướng thẳng đứng.
Ở nhiệt độ rất thấp, độ dẫn nhiệt của polyme tăng khi nhiệt độ tăng. Khi nhiệt độ đạt trên 100K, độ dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng. Nó thay đổi từ 0 đến 100 ° C. Độ dẫn nhiệt của polyme thay đổi theo nhiệt độ, nhưng phạm vi biến đổi trong khoảng 10%.
Bằng cách này, nhiệt có thể được truyền và truyền, do đó nhiệt trong toàn bộ tinh thể được truyền từ nhiệt độ cao hơn đến nhiệt độ thấp hơn, dẫn đến dẫn nhiệt. Có thể thấy rằng nhiệt được truyền bằng dao động mạng tinh thể. Có hai cơ chế dẫn truyền cho dao động mạng tinh thể, một là dẫn truyền photon và cơ chế này là cơ chế chính ở nhiệt độ cao.
Vì dao động nhiệt của mạng là phi tuyến, có hiệu ứng ghép nối giữa các mạng, điều này sẽ làm cho các phonon va chạm với nhau và làm giảm đường đi tự do trung bình của các phonon. Sự tán xạ do va chạm phonon gây ra là do điện trở nhiệt trong mạng tinh thể. Nguồn chính.
Đó là do sự thay đổi trạng thái chuyển động của các phân tử, nguyên tử và electron trong chất, chẳng hạn như dao động và chuyển động quay, sẽ bức xạ ra sóng điện từ có tần số cao hơn. Trong đó ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng cận hồng ngoại có bước sóng từ 0,4 đến 40um có tác dụng nhiệt mạnh gọi là Đối với tia nhiệt, quá trình truyền nhiệt là bức xạ nhiệt.
Còn lại là sự dẫn truyền lượng tử phonon chiếm ưu thế khi nhiệt độ không quá cao. Hình thức chung của độ dẫn nhiệt rắn được xác định bởi sự dẫn phonon là ...
Các khuyết tật, tạp chất và các giao diện hạt tinh thể khác nhau trong mạng tinh thể sẽ gây ra hiện tượng tán xạ, điều này cũng tương đương với sự giảm đường đi tự do trung bình của các phonon và giảm độ dẫn nhiệt. Khi nhiệt độ tăng, năng lượng dao động phonon tăng, xác suất va chạm tăng, và đường truyền tự do trung bình giảm, làm cho độ dẫn nhiệt giảm.
Tóm lại, áp dụng những thành tựu công nghệ vào ngành đèn led, hiệu suất tản nhiệt được nâng cao, giá thành của đèn led sẽ giảm đi rất nhiều, điều này có lợi cho sự đột phá công nghệ chung của ngành đèn led
