Najnoviji napredak u LED rasipanju topline --- grafitni hladnjak
Provođenje topline u čvrstom tijelu uglavnom se ostvaruje vibracijama kristalne rešetke i kretanjem slobodnih elektrona. U metalu postoji veliki broj slobodnih elektrona, a masa elektrona je vrlo lagana i može vrlo brzo prenositi toplinu, pa metal ima veliku toplinsku provodljivost.
Za metalnu toplinsku provodljivost, vibracije rešetke su sekundarne; za polimerne čvrste tvari (grafitni hladnjak) postoji malo slobodnih elektrona. Stoga je vibracija atoma u polimerima glavni mehanizam provođenja topline.
Visokim polimerom (hladnjak grafita) dominiraju kovalentne veze i nema slobodnih elektrona. Toplinska provodljivost se uglavnom provodi fononom koji se međusobno sudara molekulama (ili atomima). Stoga stupanj kristalizacije ima važan utjecaj na toplinsku vodljivost. Budući da je polimerima teško stvoriti potpune monokristale, toplinska vodljivost kristalnih ili amorfnih polimera nije visoka, ali je toplinska vodljivost također velika kada je kristalnost visoka.
Pod pretpostavkom da je čestica u kristalnoj rešetki na višoj temperaturi, njena toplinska vibracija je jača i prosječna amplituda je također veća, dok je temperatura susjedne čestice niža, a toplinska vibracija slabija. Zbog sile interakcije između čestica, vibracije čestica sa slabijim vibracijama će se povećati pod uticajem čestica sa jačim vibracijama, a energija toplotnog kretanja će se povećati.
U visokim polimerima, toplinska vodljivost unutar molekula je veća od toplinske vodljivosti između molekula, pa je povećanje molekularne težine korisno za poboljšanje toplinske vodljivosti. U orijentiranim polimernim materijalima toplinska vodljivost u smjeru orijentacije veća je od toplinske vodljivosti u okomitom smjeru.
Na vrlo niskoj temperaturi toplinska vodljivost polimera raste s porastom temperature. Kada temperatura pređe 100K, toplinska vodljivost opada s porastom temperature. Ona varira od 0 do 100 ° C. Toplinska vodljivost polimera varira ovisno o temperaturi, ali je raspon varijacija unutar 10%.
Na ovaj način se toplina može prenositi i prenositi, tako da se toplina u cijelom kristalu prenosi s više temperature na nižu, što rezultira provođenjem topline. Može se vidjeti da se toplina prenosi vibracijama rešetke. Postoje dva mehanizma provođenja za vibracije rešetke, jedan je fotonska provodljivost, a ovaj mehanizam je glavni na visokoj temperaturi.
Budući da su toplinske vibracije rešetke nelinearne, postoji učinak sprezanja između rešetki, što će uzrokovati sudaranje fonona među sobom i smanjiti srednju slobodnu putanju fonona. Raspršenje uzrokovano ovim fononskim sudarima posljedica je toplinskog otpora u rešetki. Glavni izvor.
To je posljedica promjena u stanju kretanja molekula, atoma i elektrona u tvari, poput vibracija i rotacije, koje će zračiti elektromagnetske valove veće frekvencije. Među njima, vidljivo svjetlo i blisko infracrveno svjetlo s valnom duljinom između 0,4 i 40um imaju snažan toplinski učinak, koji se naziva Za toplinske zrake, proces prijenosa topline je toplinsko zračenje.
Drugi je provođenje kvantizacije fonona, koje je dominantno kada temperatura nije previsoka. Opći oblik čvrste toplinske vodljivosti određen fononskom provodljivošću je ...
Različiti nedostaci, nečistoće i sučelja kristalnog zrna u kristalnoj rešetki uzrokovat će rasipanje, što je također ekvivalentno smanjenju srednjeg slobodnog puta fonona i smanjenju toplinske vodljivosti. S porastom temperature povećava se energija vibracija fonona, povećava se vjerojatnost sudara, a smanjuje se srednji slobodni put, što dovodi do smanjenja toplinske vodljivosti.
Ukratko, primjenom tehnoloških dostignuća u vodećoj industriji, poboljšavaju se performanse rasipanja topline, a troškovi LED svjetiljki bit će znatno smanjeni, što pogoduje ukupnom tehnološkom napretku vodeće industrije
