열 관리에서 진공 확산 결합 기술의 적용

진공 확산 결합은 열 관리 분야에서 뛰어난 성능으로 인정받는 첨단 결합 기술입니다.원자 전파를 통해 재료의 금속 결합을 달성합니다., 그것은 특히 높은 전력, 높은 열 흐름 장치에서 열 소방 문제를 해결하는 데 적합합니다.그리고 열 관리에서 이 기술의 전형적인 시나리오.

I. 진공 확산 결합 기술

진공 확산 결합은 진공 환경에서 제어 된 온도 (기반 재료의 녹는점 이하), 압력 및 시간 아래에서 수행되는 고체 결합 과정입니다.그것은 금속 인터페이스를 통해 금속 결합을 형성하는 원자 확산을 가능하게합니다.주요 특징은 녹지 않는 결합과 금속 결합 인터페이스입니다. 이 기술은 서로 다른 금속, 세라믹 및 금속-세라믹 복합체를 결합 할 수 있습니다.높은 기계적 강도와 뛰어난 열 안정성을 가진 관절을 생산합니다.그것은 항공 엔진과 터빈 가이드 윙의 꿀집 밀폐기와 같은 중요한 구성 요소의 제조에 널리 사용됩니다.TLP 확산 결합 기술은 Ni3Al 합금 결합이 기본 재료의 고온 내구성의 90% 이상을 달성 할 수 있습니다.현재 새로운 에너지 차량 배터리 팩 및 전력 장비와 같은 분야에서 확산 결합에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다.

II. 열 관리에서 진공 확산 결합의 응용

1전력 전자 모듈 냉각

IGBT/SiC/GaN 장치: 반도체 칩을 구리, 알루미늄 또는 복합 기판 (예를 들어, AlSiC, Cu-Mo) 에 직접 결합하면 인터페이스 열 저항을 감소시키고 열 분산 효율을 향상시킵니다.

히트 싱크 통합: 고열전도성 물질 (예를 들어 구리, 다이아몬드, 그래핀) 을 기판에 결합하면 효율적인 열전도를 가능하게합니다.

2항공기 열 제어 시스템

위성/우주선 라디에이터 패널: 고열전도성 탄소섬유 복합물 또는 알루미늄 기판을 결합하여 가볍고 고강도 난방 구조를 만듭니다.

제트 엔진 열부위 부품: 고온 성능을 향상시키기 위해 티타늄 합금, 니켈 기반 초합금 및 냉각 채널을 결합합니다.

3레이저 및 광전자 장치

고전력 레이저 막대: 효율적인 열 관리를 위해 마이크로 채널 냉장고에 레이저 칩을 결합하고 장치 수명을 연장합니다.

광전자 포장: 열 렌즈 효과를 완화하기 위해 열 방출기에 광학적 구성 요소를 결합합니다.

4핵융합 및 고에너지 물리 장비

플라즈마 위면 부품: 원자력 핵융합 장치의 첫 번째 벽 열 분비를 위해 울프스탄 및 구리 합금과 같은 고온 내성 물질을 결합합니다.

III. 열 관리에서 진공 확산 결합의 기술적 장점

1열 저항이 매우 낮습니다.: 인터페이스에는 필러 금속, 공허점 또는 산소가 없으며, 기본 재료와 가까운 열 전도성을 달성하고 열 전달 효율을 향상시킵니다.

2- 고강성 결합: 금속 결합은 높은 기계적 강도, 열 피로 저항성 및 미끄러지기 저항성을 제공합니다.

3광범위한 자료의 호환성: 서로 다른 물질 (예: 세라믹과 금속) 을 결합할 수 있으며, 복잡한 열 설계에 적합합니다.

4정밀형조: 작업 조각의 평면성을 유지하며 마이크로 채널 및 얇은 벽과 같은 미세한 구조에 적합합니다.

5높은 신뢰성: 부식 위험이 없습니다. 진공과 방사선과 같은 극단적인 환경에 적합합니다.

IV. 진공 확산 결합의 전형적인 프로세스 매개 변수

1- 온도: 일반적으로 기본 재료의 녹는점의 0.6~0.8배 (예를 들어, 구리 결합의 ~ 800°C)

2압력: 분산을 촉진하기 위한 온도적 압력 (일반적으로 5~20 MPa).

3진공 수준: ≤10−3 Pa 산화 방지

4표면 준비: 원자 수준 접촉을 보장하기 위해 정밀 닦기 및 청소

5- 중간층: 다른 재료의 결합을 용이하게 하기 위해 니켈이나 티타늄과 같은 선택적 금속 필름.

V. 열 관리에서 진공 확산 결합의 기술적 과제 및 개발 추세

1높은 비용: 비싼 장비와 긴 공정 주기가 높은 부가가치 분야에 적용을 제한합니다.

2프로세스 최적화: 변수들의 정확한 통제는 변형이나 인터페이스 화합물의 부러움증을 피하기 위해 필요합니다.

3새로운 재료에 적응: 실리콘 카바이드 및 다이아몬드와 같은 고열전도 물질에 대한 접착 공정의 개발.

4확장 가능한 응용 프로그램: 새로운 에너지 차량과 5G 기지 역과 같은 민간 분야에 확장하여 비용 절감 및 효율성 향상을 촉진합니다.

VI. 열 관리에서 진공 확산 결합의 응용 사례

1전기차 인버터: 진공 확산 결합은 SiC 모듈을 양면 냉각판과 통합하는 데 사용되며 열 방출 능력을 30% 이상 향상시킵니다.

2위성 열 파이프 시스템: 알루미늄 매트릭스 복합체를 열 파이프에 결합하면 가벼운 구조와 효율적인 열 확산을 달성합니다.

진공 확산 결합은 높은 강도, 낮은 열 저항성 및 높은 신뢰성으로 극심한 열 관리 과제를 해결하는 데 중요한 기술이되었습니다.전력 밀도가 계속 증가함에 따라, 이 기술에 대한 수요는 전력 전자, 항공 우주, 첨단 제조 분야에서 증가 할 것입니다.공정 혁신과 비용 통제의 미래 발전은 그 응용 경계를 더욱 확장시킬 것입니다..