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金刚石在热管理领域该怎么“玩”,元素六告诉你(报告)
2022年02月11日 发布 分类:行业要闻 点击量:492
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随着现代科技的发展,许多行业对热管理越发重视,因此不少新兴的热管理材料都被发掘了出来,金刚石就是其中之一——不仅拥有优秀的热导率,而且还具备极高的硬度以及良好的绝缘性能,因此相较于石墨烯等材料来说更适用于绝缘应用领域。

金刚石的四面体结构

金刚石的四面体结构

金刚石有天然与人造之分,但若想满足电子元器件领域的大量需求,只靠自然界中天然钻石是不现实也不可行的,必须要利用人工合成手段降低其生产成本,金刚石才有机会在热管理领域获得大规模应用。

谈到人造金刚石,不得不提的就是元素六(Element Six)了。隶属于戴比尔斯(DE BEERS)集团的它在人造金刚石和超硬材料领域的制造实力受到全球认可,是当之无愧的领导企业,七十多年来一直致力于利用人造金刚石的极致特性在量子光学、热管理等领域开辟新的可能性。

Element Six

为了方便大家对金刚石在热管理领域中的应用现状有更深入的了解,在2月18-19日于东莞举办的“2022年全国导热粉体材料创新发展论坛上,粉体圈邀请到了来自元素六的秦景霞(Nina Qin)博士为我们分享题为《金刚石在导热材料领域应用的现状与前景》的报告。具体她会讨论些什么呢?可接着往下看↓

秦景霞

秦景霞经理

①人造金刚石制备工艺

材料制备工艺往往可以决定材料的应用上下限,金刚石也是如此。据秦博士介绍,目前人造金刚石制备工艺主要分两种,一是微波辅助无掺杂CVD(化学气相沉积法),能够控制晶粒尺寸、晶粒纯度和晶粒界面,从而生长出在特定应用上所需的目标热导水平的高质量、高重复性的多晶块状金刚石,热导率在1000W/MK-2200W/MK之间

多晶 CVD 金刚石

多晶 CVD 金刚石

二是HPHT(高温高压法)法,通过两面顶或六面顶压机能够快速生长具有一定晶粒尺寸,一定晶粒纯度的单晶金刚石颗粒,通过筛分,选择性镀覆处理,并于其他材料混合,从而制成在特定应用上散热所需的复合导热材料,热导率从几十到几百w/mk不等

高温高压合成的金刚石通常掺氮,因此具有独特的黄色色调

高温高压合成的金刚石通常掺氮,因此具有独特的黄色色调

金刚石材料的热应用

对于CVD金刚石,它目前的应用主要为:1.作为高频应用的高功率密度散热器;2.作为高频高功率电阻。在光学和半导体封装领域,CVD金刚石热传导率远远优于任何其他材料。当面对来自光电子、射频功率放大器或通过使用电阻终端匹配高频负载的高功率密度热点的热流时,CVD金刚石就能凭借这些特性帮助改善器件可靠性和提高器件处理功率。

元素六

至于金刚石粉体,由于第三代半导体,特别是大功率器件的封装和连接需要优异的导热性和可靠性,因此可以添加进金属基材料中用作热沉和散热基板、制备金刚石凝胶、纳米级的金刚石粉体还可以用于一级封装连接材料。除此之外,金刚石微粉也正在进行导热填料的相关研究。

除了以上两大部分外,秦博士还会在报告中介绍不同的金刚石散热产品(包括CVD金刚石的各种牌号和表征CVD材料热性能的数学模型,金刚石粉体牌号和用于导热材料的主要粒径范围,镀覆介绍)以及金刚石导热材料的市场前景。若对此感兴趣的话,就千万不要错过这次导热领域的盛会了噢!

 

粉体圈会务组

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