热磁散热器介绍

1、Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测试、测试、可靠性测试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！背景背景Page 1q热磁散热器q目前市面出现了新型LED散热器：热磁子散热器和高频声子散热铝材料，在原理、应用、性能上面予以介绍。Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测试、测试、可靠性测试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务

2、( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！物质散热原理物质散热原理Page 2q物质散热表征的本质指标是比热容q晶格热容：y晶格热容是物质晶体的一种简谐振动的热运动，具有波的形式（也 称为晶格波）。y这种晶格振动的能量是量子化的, 常将简谐波的 能量量子叫声子。q热传导过程y声子以非简谐振动方式运动,从高浓度区域到低浓度区域的扩散过程。固体热容 晶格热容: 来自晶格振动电子热容: 来自电子运动Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测

3、试、测试、可靠性测试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！q声子的运动过程q图1表示 形成新声子的动量方向与声子传播的方向相一致，此时无多大的热阻。q图2 表示声子碰撞发生散射的过程。q1 ，q2两个声子发生碰撞后，发生方向反转，从而破坏了热流方向产生较大的热阻。 （ 热阻：声子扩散过程中的各种散射）声子的运动传热过程声子的运动传热过程Page 3图1 图2 Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承

4、接各种分析测试、测试、可靠性测试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！电磁子散热器电磁子散热器 Page 4q电磁子散热器：y热磁子散热器是一种全新散热理念的新型散热器，利用热磁子材料在热场环境下极性可以顺序排列的特点，在散热器表面形成横向移动的热场气流，从而主动散热。q电磁子散热器原理：y很多物质在特定环境下内部结构的排列顺序会发生变化，例如铁在磁场环境下可以有序排列，形成N极和S极；y热磁子材料在热场环境下也能够顺序排列，形成热极和冷极。在

5、电流通过导线时，导线的周围会形成螺旋磁场；同样，在热流通过条形热磁子材料时，条形热磁子材料的周围也会形成螺旋形的热场，在螺旋热场作用下形成热气流动，我们称之为热场气流。热场气流与冷空气形成主动交换，达到散热的目的。y绝大多数的热磁子材料同时具有声子特征，在热运动状态下会产生正弦波震荡，从而产生热辐射。在热磁子散热器中，声子特征的热辐射也加大了散热器的散热效果。Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测试、测试、可靠性测试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及

6、提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！电磁子散热器电磁子散热器 q材料合成工艺y在铜、铝等散热材料中加入微量的热磁子添加剂，冲压制造，即可制成热磁子散热材料，添加剂中主要成分的比重与纯铝比较接近。q性能特点y优势：x热磁子散热器的材料成本比普通铝材的成本略低，同时又具备了重量轻、耗材少、加工效率高等特点。Page 5Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测试、测试、可靠性测试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及提供失效与技

7、术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！电磁子散热器电磁子散热器 q不足：y是一种在推广的材料，可靠性方面还需实际测量。y研究较少，产品综合性能有待考量。y磁子添加剂的种类、成本、工艺、性能稳定性如何等有待考量。y在原理上说：热流变化形成螺旋磁场，和加速声子散热，这些理论纯属推断，依据不足，目前尚无仪器可以检测，科技论文都少有提及。q结论y推断市场上的 LED热磁散热材料就是一种掺杂磁性材料的铝合金。y变化的热流使得磁有序材料产生螺旋磁场，进而散热。Page 6Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测试、测试、可靠性测

8、试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！高频声子散热铝高频声子散热铝Page 7q高频声子散热铝y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，将LED热传出来。q散热原理y声子的高频运动，产生了交变电磁波，热能转换成电磁能向空间辐射。q声子晶体：存在弹性波带隙、弹性常数及密度周期分布的材料或结构被称为声子晶体。x由两种(或

9、以上)弹性材料构成的功能材料，与弹性波传播相关的密度和弹性常数不同的材料按结构周期性复合在一起，分布在格点上相互不连通的材料称为散射体，连通为一体的背景介质材料称为基体。x在声子晶体内部材料组分(或称为组元)的弹性常数、质量密度等参数周期性变化。随着材料组分搭配的不同,周期结构形式的不同,声子晶体的弹性波禁带特性也就不同。x当声子晶体的周期结构存在缺陷时，带隙频率范围内的弹性波将被局域在缺陷处，或沿缺陷传播。x通过对晶体的结构和缺陷设计实现对声子的调控。实现特殊功能。Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测试、测试、可靠性测试、可靠性测

10、试、CAECAE仿真服务仿真服务( (光、热、流体、力学等多物理场耦合光、热、流体、力学等多物理场耦合) )及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！及提供失效与技术解决方案，欢迎洽谈！高频声子散热铝高频声子散热铝q工艺 y在铝合金中采用量子调控（将一个周期排列的具有声子特性的结构，可能一维、二维、三维声子晶体，埋入另一基质中，形成新的周期排列的结构）。y1993 年 ,M. S. Kushwaha 等人第 1 次明确提出了声子晶体( Phononic Crystals)概念 ，并对镍柱在铝合金基体中形成的复合介质采用平面波方法计算获得了在剪切极化方向上的弹性波禁带。q性能优点y重量轻、成本省、散热好。q不足：y声子晶体研究较少，声子晶体的制备，表征很难。y晶格材料的设计、材料组分的设计工艺还不成熟y材料综合性能不明朗。Page 8Al材散热器材散热器高频声子散热器高频声子散热器温升563040重量12g/W4075g/W比热容0.78 J/(g.K)0.953J/(g.K)Email: Email: 长城开发技术研发实验室长城开发技术研发实验室承接各种分析承接各种分析测试、测试、可靠性测试、可靠性测试、CAECAE仿真服务仿真服务( (