Aerogel: A Thermal Management Solution for Electronics
Teknologian jatkuvan kehityksen myötä kulutuselektroniikan tuotteiden iterointitahti on kiihtynyt. Elektronisten tuotteiden älykkyyden lisääntyessä ne ovat samalla siirtymässä kohti kevyempiä, ohuempia, monitoimisempia ja suorituskykyisempiä ratkaisuja. Tämän seurauksena monet virtaa kuluttavat komponentit tuottavat enemmän lämpöä yhä ahtaammassa laitetilassa. Siksi tarvitaan edistynyttä lämpösuunnittelua, jotta elektroniset laitteet voivat haihduttaa lämpöä tehokkaammin. Uusien nano-aerogeelieristysmateriaalien käyttö mahdollistaa elektronisille laitteille paremmin hallittavan lämmönpoistoratkaisun.
Mikä on aerogeeli?
SiO2 Aerogeeli on korkeadispersiivinen kiinteä kolmiulotteinen nanomateriaali, jolle on ominaista alhainen tiheys, suuri ominaispinta-ala, korkea huokoisuus ja alhainen lämmönjohtavuus. Muihin eristysmateriaaleihin verrattuna aerogeelin nanopohuokoset ovat merkittävästi pienempiä kuin ilman molekyylien keskimääräinen vapaamatka, mikä rajoittaa kaasufaasin lämmönsiirtoa. Monimutkainen nanopohuokosrakenne vähentää lämmönsiirtoreittiä, mikä vähentää kiinteän olomuodon lämmönsiirtoa.
Mikä on aerogeelieristyskalvo?
Aerogeelieristyskalvo on joustava eristysmateriaali, jolla on erittäin alhainen lämmönjohtavuus ja joka on valmistettu ainutlaatuisella prosessilla käyttäen SiO2-aerogeelijauhetta. Tällä materiaalilla on erittäin alhainen lämmönjohtavuus, ja se on erittäin ympäristöystävällinen ja helposti leikattava. Se ratkaisee tehokkaasti pienissä tiloissa olevien kulutustuotteiden lämmönhallintaongelmia sekä tarjoaa eristyssuojaa lämpöherkille komponenteille. Tämä parantaa tuotteen suorituskykyä ja käyttöikää sekä vähentää tehokkaasti elektronisten tuotteiden käyttäjien matalan lämpötilan palovammojen riskiä.
Tuotteen ominaisuudet:
- Ohut kalvon paksuus, erinomainen eristyskyky, lämmönkestävyys, alhainen lämmönvarastointi, joustavuus eikä jauheen irtoamista.
- Materiaali toimitetaan rullina, ja se voidaan käsitellä erilaisilla leikkausmenetelmillä, kuten pyöröterillä ja tasaterillä.
- Voidaan yhdistää lämmönpoistomateriaaleihin, kuten PET-, PI-kalvoon, grafiittilevyihin ja kuparifolioon.
Sovelluskonsepti:
Hyödyntämällä tätä uutta lämmönhallintamenetelmää, joka käsittää lämpöesteen ja lämmön suunnan hallinnan, se tuo T&K-tiimille seuraavat mahdollisuudet: laitteen kokonaissuorituskyvyn ja ohuuden parantaminen, suunnittelun joustavuuden lisääminen ja laitteen energiatehokkuuden edistäminen.
Sovelluskohteet:
Sopii kompakteihin elektronisiin laitteisiin, kuten älypuhelimiin, tabletteihin, kannettaviin tietokoneisiin, AR/VR-laitteisiin, puettaviin laitteisiin sekä joustavaan elektroniikkaan, optimoiden tehokkaasti käyttökokemusta tehokkaan lämmönhallinnan avulla.
Sovellusesimerkkejä:
Xiaomi 11 -älypuhelimessa käytetään ultraohutta nanometriluokan aerogel-eristysmateriaalia, joka eristää lämmönjohtumisreitin Z-akselia pitkin ja katkaisee siirtoreitin sisäisten lämmönlähteiden ja puhelimen pinnan välillä. Eristetty osa lämmöstä johdetaan Xiaomi 11:n huippuluokan kolmiulotteisen jäähdytysjärjestelmän kautta X- ja Y-akseleita pitkin. Tämä ei ainoastaan ratkaise paikallisen kuumenemisen ongelmaa sirun normaalin toiminnan varmistamiseksi, vaan myös estää kämmenen havaitsemasta paikallisia kuumia pisteitä ennenaikaisesti.
Itse asiassa jo vuonna 2018 Dell XPS-13 -kannettavien sarjassa käytettiin aerogel-eristyskalvoa akun lämmöneristysmateriaalina. Elektronisen lämpöjärjestelmän rakenteenhallinnan suunnittelun avulla saavutettiin tasaisen lämpötilan laskun vaikutus, parantaen elektronisten tuotteiden suorituskykyä ja käyttöikää sekä parantaen käyttökokemusta.
Aiheeseen liittyvät aerogeelituotteet
Aerogeelikalvon ja -arkin muototekijät
Aerogeelikalvo ja levy toimitetaan rullina, jotka leikataan muotoon – tämä muoto tekee aerogelista käytännöllisen elektroniikassa, jossa tila mitataan millimetreinä.
Ultraohut aerogeelikalvo
Erittäin ohut aerogeelikalvo, usein alle millimetrin paksuinen, liukuu akkukennojen ja koteloiden väliin lämpöesteenä, mikä tuo suunnittelumarginaalia tiukoissa sähköajoneuvojen ja varastoinnin kokonaisuuksissa.
Aiheeseen liittyvät artikkelit ja sovellukset
Teollisuuslaitteiden aerogeelieristys: Todellinen höyrylinjan jälkiasennustapaus
Aerogeelihuopa ja -pinnoite teollisuuslaitteiden ja putkistojen eristykseen. Vähennä energiahäviötä ja...
Lue lisää →
Aerogeeli teollisuuden putkistojen eristykseen: Kolmasosa paksuudesta, sama suorituskyky
Kuinka aerogeelieristyshuovat vähentävät lämpöhäviötä ja kondensoitumista teollisuuden putkistoissa. Ohuempi i...
Lue lisää →
Aerogeelihuovat LNG:n varastointiin ja kuljetukseen: Todistettu kryogeeninen suorituskyky
Aerogeelihuopa LNG-säiliöille ja kryogeenisille putkistoille. Vakaa eristys -200 °C:sta, hydrofobinen ja...
Lue lisää →
Aerogeelijauhe ja -liete: Toiminnalliset täyteaineet pinnoitteisiin ja komposiitteihin
Miten aerogeelijauhetta ja -lietettä käytetään pinnoitteissa, komposiiteissa ja eristeissä. Tutustu keskeisiin sovellu...
Lue lisää →