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從LED裝配結(jié)構(gòu)問題談熱磁子散熱材料理論

作者: 時間:2011-09-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

熱磁子

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/168831.htm

  一、的提出

  現(xiàn)有

  1.基本上是1W/珠,無緊固裝置,需用低導(dǎo)熱系數(shù)但粘接力很大的硅膠固定。不能將熱迅速傳到鋁基PCB板上。

  2.1W/珠LED需用數(shù)十--百珠以上,鋁基板面積很大,用1.5—4W/M.K導(dǎo)熱膠與器粘接,導(dǎo)熱能力不足。

  而且因鋁基PCB面積龐大,變形是必然的,接觸面因而減小,造成接觸熱阻增大。

  以上幾種原因,形成LED熱流不暢,熱積累不能釋效放,熱阻力增大,溫升升高。

  

  圖一不良LED圖件

  二、熱磁子

  從晶格格波的聲子可知,熱傳導(dǎo)過程------聲子從高濃度區(qū)域到低濃度區(qū)域的擴散過程。是以非簡諧振動方式運動的。傳熱僅涉及物質(zhì)內(nèi)部碰撞或擴散的速度。因此,從一定程度上,散熱快的物質(zhì),傳熱速度不一定快,傳熱快的物質(zhì),散熱速度不一定快。

  

  圖二 熱聲子在內(nèi)部傳熱過程圖

  物質(zhì)散熱表征的本質(zhì)指標是比熱容;

  比熱容指標本質(zhì)是物質(zhì)晶體以簡諧振動的熱運動方式運動。這種運動方式具有波的形式,稱為晶格波,是在彈性范圍內(nèi)原子的不斷交替聚攏與分離。比熱越大,熱發(fā)射強度越大,晶格振動是量子化的。

  固體熱容由兩部分組成:一部分來自晶格振動的貢獻,稱為晶格熱容;另一部分來自電子運動的貢獻,稱為電子熱容。除非在極低溫度下,電子熱容是很小的(常溫下只有晶格熱容的1%)。這里我們只討論晶格熱容。

  散熱不僅涉及到物質(zhì)內(nèi)部波的運動,而且還涉及到與介質(zhì)熱交換的波的頻率。更豐富的頻域電磁波。

  根據(jù)以上原理,我們利用純鋁為基材,采用量子調(diào)控技術(shù),加入熱運動簡諧振動頻率高的聲子晶體材料,并加入扼制非筒諧運動的聲子材料,制成比熱容高,熱平衡速度快,與空氣熱交換頻率高的高效散熱材料。

  

  Debye(1912)修正了原子是獨立諧振子的概念,而考慮晶格的集體振動模式,他假設(shè)晶體是連續(xù)彈性介質(zhì),原子的熱運動以彈性波的形式發(fā)生,每一個彈性波振動模式等價于一個諧振子,能量是量子化的,并規(guī)定了一個 彈性波頻率上限 ,稱之為德拜頻率。

  Einstein 模型和 Debye 模型都是對晶格振動的一種近似描述,它使我們對晶格振動的基本特征有了更加清晰的認識:在簡諧近似下,可以用相互獨立簡諧波來表述;這些簡諧波能量是量子化的。描述晶體原子運動簡諧波的能量量子叫聲子。根據(jù)以上原理,我們利用純鋁為基材,采用量子調(diào)控技術(shù),加入熱運動簡諧振動頻率高的聲子材料,并加入扼制非筒諧運動的聲子材料,制成比熱容高,熱平衡速度快,與空氣熱交換頻率高的高效散熱材料。

  因有聲子的高頻運動,產(chǎn)生了交變電磁波(磁子),熱能轉(zhuǎn)換成電磁能向空間輻射。最明顯的是用電子測溫汁測溫,因表面有高頻交變磁場,測溫測不準。必須使用頻域很寬的熱探頭或使用遠紅外溫度測試儀測溫。

  根據(jù)以上原理,我們利用純鋁為基材,采用量子調(diào)控技術(shù),加入熱運動簡諧振動頻率高的聲子晶體材料,并加入扼制非筒諧運動的聲子材料,制成比熱容高,熱平衡速度快,與空氣熱交換頻率高的高效散熱材料。在組方中,加入溫度范圍更寬的熱電波轉(zhuǎn)換材料,用來將熱轉(zhuǎn)換成頻域更寬的電磁波向空間發(fā)射。

  也可以用技術(shù)手段加速熱流運動的頻率,就象加速電流運動頻率一樣,進行主動散熱


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