LED放熱---最新のブレークスルー
固体の熱伝導は、主に結晶格子の振動と自由電子の動きによって実現されます。金属中には自由電子が多く、電子の質量は非常に軽く、熱を非常に迅速に伝達できるため、金属は熱伝導性が大きくなります。
金属熱伝導の場合、格子振動は二次的です。ポリマー固形物(黒鉛ヒートシンク)の場合、自由電子はほとんどありません。そのため、ポリマー中の原子の振動が主な熱伝導機構である。
高分子(グラファイトヒートシンク)は共有結合によって支配され、自由電子はありません。熱伝導は主に、分子(または原子)によって互いに衝突するフォノンによって行われる。そのため、結晶化の程度は熱伝導率に重要な影響を及ぼす。ポリマーが完全な単結晶を形成することは困難であるため、結晶性または非晶質ポリマーの熱伝導率は高くないが、結晶性が高い場合には熱伝導率も高い。
結晶格子の粒子がより高い温度であると仮定すると、その熱振動はより強く、平均振幅も大きくなり、隣接する粒子の温度は低く、熱振動は弱くなります。粒子間の相互作用力により、振動が弱い粒子の振動は振動が強い粒子の影響下で増加し、熱運動のエネルギーが増加します。
高分子では、分子内の熱伝導率が分子間の熱伝導率よりも高いため、分子量の増加は熱伝導率の向上に有益である。配向高分子材料では、配向方向における熱伝導率が垂直方向の熱伝導率よりも高い。
非常に低い温度では、ポリマーの熱伝導率は温度の上昇に伴って増加する。温度が100Kを超えると、温度上昇に伴って熱伝導率が低下します。0~100°Cの範囲で変化します。 ポリマーの熱伝導率は温度によって変化しますが、変動範囲は10%以内です。
このようにして、熱を伝達し、結晶全体の熱を高温から低温に伝達し、熱伝導を生じさせることができる。格子振動によって熱が伝わるのが分かる。格子振動には2つの伝導機構があり、1つは光子伝導であり、この機構は高温で主な機構です。
格子の熱振動は非線形であるため、格子間の結合効果があり、フォノン同士が衝突し、フォノンの平均自由経路が減少します。このフォノン衝突による散乱は、格子の熱抵抗によるものです。主なソース。
これは、振動や回転など、物質中の分子、原子、電子の動きの変化により、より高い周波数電磁波を放射します。その中でも、0.4~40umの波長を有する可視光や近赤外光は熱効果が強く、熱線では熱伝達過程が熱放射である。
もう一つは、温度が高すぎないときに支配的であるフォノン量子化の伝導です。フォノン伝導によって決定される固体熱伝導率の一般的な形態は..
結晶格子における種々の欠陥、不純物および結晶粒界面は、フォノンの平均自由経路の減少および熱伝導率の低下と同等である散乱を引き起こす。温度が上昇すると、フォノン振動エネルギーが上昇し、衝突確率が上昇し、平均自由経路が減少し、熱伝導率が低下します。
要約すると、技術の成果を主導産業に適用し、放熱性能を向上させ、LEDランプのコストを大幅に削減し、主導産業の全体的な技術ブレークスルーに役立ちます。
