Остудить смартфон

    С проблемой перегрева электроники в процессе работы знаком каждый. Особенно сейчас, когда ошалевшие майнеры устраивают себе парилки в домах, а новости с удовольствием про это рассказывают. Впрочем, не надо быть криптостарателем, чтобы столкнуться с данной проблемой: гаджеты «виснут», компьютеры выключаются, а при регулярном перегреве устройство просто деградирует.

    image

    Так как практически вся поступающая в компьютер энергия при помощи процессоров переходит в тепло, решать проблему теплоотвода от процессоров всё равно нужно, причем, как можно более эффективно. И ученые НИТУ «МИСиС» предложили универсальный подход для получения недорогих, легких композитов с высокой теплопроводностью, которые могут с этим помочь.

    image

    «Нашей целью стал материал, который хорошо проводит тепло, не проводит электрический ток и имеет полимерную основу, то есть потенциально обходится дешевле распространенных аналогов в цикле производства и переработки», – говорит один из авторов работы, старший научный сотрудник функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» к.т.н. Дмитрий Муратов.

    image

    Реализованная в НИТУ «МИСиС» технология предполагает в качестве полимерной основы полиэтилен высокой плотности, а в роли материала-наполнителя — гексагональный нитрид бора. Коллектив отработал оптимальное сочетание режимов обработки для обеспечения нужных свойств наполнителя.

    «В итоге мы добились позитивных результатов: последняя работа демонстрирует прочность композита на основе полиэтилена и нитрида бора в размере 24 МПа, а его теплопроводность стала как минимум в два-три раза выше, чем у стеклотекстолита, использующегося в устройствах аналога», – отмечает Дмитрий Муратов.

    image

    По мнению ученого, материал сможет эффективно заменить стеклотекстолит в современной электронике, поскольку не содержит токсичных эпоксидных смол в составе и его можно легко и качественно утилизировать и даже использовать вторично. При этом композит отводит тепло в нужной степени – около 1 Вт/М*К.

    Результаты работы НИТУ «МИСиС» представлены в статье, опубликованной в Journal of Alloys and Compounds.

    Сейчас авторы активно развивают сотрудничество по линии синтеза двумерных материалов и изучения их свойств с Университетом Небраски-Линкольна (США). Они ищут способ резко повысить теплопроводность композитов за счет использования материалов, для которых теоретически были обоснованы более высокие показатели.
    НИТУ «МИСиС» 117,59
    Образование и наука
    Поделиться публикацией
    Комментарии 18
    • –2
      Всем привет! Нравились мне в СССР платы… полностью залитые эпоксидкой! Разобрать и вынуть оттуда транзистор МП42 было почти невозможно, а главное это то что всё это вдобавок помещалось в коробочке из пермаллоя. Не знаю что там и как отводилось тепло. но работало это оборудование десятилетиями! К слову сказать я на своих ноутах (ASUS) всегда дополнительно на теплоотводящие трубка подклеиваю теплопроводящим клеем дополнительные радиаторы, тут главное их разместить так.чтобы поток воздуха был вдоль рёбер радиаторов. ASUS к слову сказать имеет очень простой доступ именно к системе охлаждения. Результатом доволен очень ибо даже нагрева не бывает в помине, не то что перегрева. Проц имеет стабильную температуру не выше 52 градусов.
      • 0
        Разобрать и вынуть оттуда транзистор МП42 было почти невозможно
        — редко заливалась плата именно эпоксидкой.
        Чаще — компаундом, наподобие гудрона.
        И — соглашусь, извлечение деталей из подобных схем было делом не самым интересным.

        но работало это оборудование десятилетиями!
        — хорошо подбиралась надёжность элементов.
        А дешёвых (как сейчас в бытовой аппаратуре), с пониженным запасом прочности,
        я что-то и не припомню.
        Но и приобрести, нормально, их было очень сложно. Всё «доставалось».
        • 0

          Вероятно товарищ имеет в виду лак УР-231, которым в союзе любили покрывать все военные, а может и не только военные печатные платы. И в общем и целом запас надежности действительно хороший, даже сейчас стоят на службе устройства которым под 40 лет.

          • 0
            Да, такой прозрачный (желтовато-бежевый) лак тоже помню.
            Он хорошо выполнял и функцию изоляции от воды.
            • 0

              Его и сейчас у нас все используют, у кого есть такая необходимость. Альтернативы вроде есть, но в них никто особо не верит.

              • 0

                Цапон лак называется.

              • 0
                В радиостанциях, в частности Р-143 все заливалось озокеритом.
          • 0
            Есть нюанс. Это тепло будет переходить к остальным элементам на плате, повышая уже их температурный режим. А соответственно снижая срок службы.
            • 0
              Это может быть как злом меньшим, так и бОльшим.
              Вот почему:
              большее — это может заметно изменить номиналы других элементов
              (активных сопротивлений, емкостей {есть такой параметр: ТКЕ, температурный коэффициент ёмкости}),
              что, в свою очередь, тоже может нарушить нормальный режим функционирования схемы.

              меньшее — т.к.критичным является именно разогрев полупроводникового кристалла
              (при превышении некоторой температуры он станет уже необратимым, и элемент — «сгорит»,
              функциональность устройства будет минимум нарушена).

              Снижение срока службы, как правило, обусловлено деградацией свойств материалов
              (их изменение, что ведёт к нарушению работы схемы).
              Да, этот фактор — тоже важен, хотя он и не такой скорый.
              Самый «быстрый» — указан первым.
            • 0
              Реализованная в НИТУ «МИСиС» технология предполагает в качестве полимерной основы полиэтилен высокой плотности

              По мнению ученого, материал сможет эффективно заменить стеклотекстолит в современной электронике

              Скажите, а по мнению учёного, какая у полиэтилена высокой плотности температура плавления?
              • 0
                Ретранслирую вопрос Дмитрию. Предполагаю, что ответ будет не в виде числа.
                • +1
                  Для полимеров не существует понятия температуры плавления.
                  Есть (на память) — температуры перехода в:
                  вязкотекучее,
                  высокоэластичное состояние,
                  и та, при которой скорость термодеструкции превышает некоторый предел.
                  • +1
                    Как верно заметили выше, у полиэтилена высокой плотности, как и у других термопластов нет такого параметра как температура плавления. Есть понятие температуры стеклования, которая для данного материала действительно может не превышать и 150-160 °C. Однако, в данной работе исследовался не этот параметр, к тому же в результате использования добавок температура стеклования только растет. Здесь мы пытались проверить концепцию, возможно ли значительно повысить теплопроводность используя полимер с собственной довольно высокой для полимеров величиной теплопроводности. Могу сказать, что результат скорее отрицательный, на менее изначально теплопроводном полипропилене в прошлых работах удавалось достичь и более высоких значений. В дальнейших планах, кстати, использовать другие, более технологичные термопласты.
                    • 0
                      Спасибо за подробное разъяснение!
                  • +2

                    Чехлы для телефонов из таких материалов бы делать. А то некоторые телефоны в чехле греются сильно, приходится вынимать

                    • 0

                      Производство печатных плат еще не налажено? Есть желание попробовать. Кстати, не вызывает проблем с пайкой при ручном монтаже?

                      • +1
                        Производство плат еще не налажено, пока есть несколько фирм которым эти технологии интересны, но пока только на словах.
                      • 0
                        Прочитал заголовок «Отсудить смартфон». Думал, опять про законы в IT. Смотрю далее: блог компании МИСиС. Чего ?? Не удержался, начал читать – понял )))

                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                        Самое читаемое