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从LED装配结构问题谈热磁子散热材料理论

发布时间:2020-06-30 16:04:31 阅读: 来源:聚氨酯泡沫填缝剂厂家

热磁子散热材料理论

本文引用地址:一、问题的提出

现有LED装配结构问题:

1.基本上是1WLED/珠,无紧固装置,需用低导热系数但粘接力很大的硅胶固定。不能将LED热迅速传到铝基PCB板上。

2.1W/珠LED需用数十--百珠以上,铝基板面积很大,用1.5—4W/M.K导热胶与散热器粘接,导热能力不足。

而且因铝基PCB面积庞大,变形是必然的,接触面因而减小,造成接触热阻增大。

以上几种原因,形成LED热流不畅,热积累不能释效放,热阻力增大,温升升高。

图一不良LED装配图件

二、热磁子散热材料理论

从晶格格波的声子理论可知,热传导过程------声子从高浓度区域到低浓度区域的扩散过程。是以非简谐振动方式运动的。传热仅涉及物质内部碰撞或扩散的速度。因此,从一定程度上,散热快的物质,传热速度不一定快,传热快的物质,散热速度不一定快。

图二 热声子在材料内部传热过程图

物质散热表征的本质指标是比热容;

比热容指标本质是物质晶体以简谐振动的热运动方式运动。这种运动方式具有波的形式,称为晶格波,是在弹性范围内原子的不断交替聚拢与分离。比热越大,热发射强度越大,晶格振动是量子化的。

固体热容由两部分组成:一部分来自晶格振动的贡献,称为晶格热容;另一部分来自电子运动的贡献,称为电子热容。除非在极低温度下,电子热容是很小的(常温下只有晶格热容的1%)。这里我们只讨论晶格热容。

散热不仅涉及到物质内部波的运动,而且还涉及到与介质热交换的波的频率。更丰富的频域电磁波。

根据以上原理,我们利用纯铝为基材,采用量子调控技术,加入热运动简谐振动频率高的声子晶体材料,并加入扼制非筒谐运动的声子材料,制成比热容高,热平衡速度快,与空气热交换频率高的高效散热材料。

Debye(1912)修正了原子是独立谐振子的概念,而考虑晶格的集体振动模式,他假设晶体是连续弹性介质,原子的热运动以弹性波的形式发生,每一个弹性波振动模式等价于一个谐振子,能量是量子化的,并规定了一个 弹性波频率上限 ,称之为德拜频率。

Einstein 模型和 Debye 模型都是对晶格振动的一种近似描述,它使我们对晶格振动的基本特征有了更加清晰的认识:在简谐近似下,可以用相互独立简谐波来表述;这些简谐波能量是量子化的。描述晶体原子运动简谐波的能量量子叫声子。根据以上原理,我们利用纯铝为基材,采用量子调控技术,加入热运动简谐振动频率高的声子材料,并加入扼制非筒谐运动的声子材料,制成比热容高,热平衡速度快,与空气热交换频率高的高效散热材料。

因有声子的高频运动,产生了交变电磁波(磁子),热能转换成电磁能向空间辐射。最明显的是用电子测温汁测温,因表面有高频交变磁场,测温测不准。必须使用频域很宽的热探头或使用远红外温度测试仪测温。

根据以上原理,我们利用纯铝为基材,采用量子调控技术,加入热运动简谐振动频率高的声子晶体材料,并加入扼制非筒谐运动的声子材料,制成比热容高,热平衡速度快,与空气热交换频率高的高效散热材料。在组方中,加入温度范围更宽的热电波转换材料,用来将热转换成频域更宽的电磁波向空间发射。

也可以用技术手段加速热流运动的频率,就象加速电流运动频率一样,进行主动散热

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