石墨烯解决了半导体散热的问题,是利用了石墨烯的什么特点

石墨烯解决了半导体散热的问题,是利用了石墨烯的什么特点,第1张

石墨烯是一种新发现的材料,它的物理性质是拉力好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等,根据它的这些特性我们就能知道它的用途.

石墨烯具有优良导热性,故适合做交通信号灯和电动汽车中使用的半导体材料

石墨散热片( TCGS-S : Thermal Flexible Graphite sheet)的化学成分主要是单一的碳(C)元素,是一种自然元素矿物。薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下得到

(TCGS-S)石墨化薄膜,因为碳元素是非金属元素,但却有金属材料的导电、导热性能,还具有象有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能,化学稳定性,润滑和能涂敷在固体表面的等一些良好的工艺性能,因此,在电子、通信、照明、航空及国防军工等许多领域都得到了广泛的应用。

石墨散热片的散热原理:

典型的热学管理系统是由外部冷却装置,散热器和热力截面组成。而散热片的重要功能是创造出最大的有效表面积,在这个表面上热力被转移并有外界冷却媒介带走。石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移,保证组件在所承受的温度下工作。

半导体制冷器件两端的温差,在理想状况下可以达到60摄氏度;

那么这种理想状况有什么具体要求呢?

简单地说就是要使半导体制冷器件两端的热(或冷)能充分有效地发散出去;

对于冷端来说是储能器,热端则是散热器;

目前世界上采用最多的是散热器(包括冷端)加风扇的方式,类似于给CPU散热;

如果散热器的体积足够大,风扇的风力也足够大,那么就能够及时将发热体(例如制冷器件的热端)的热能充分散发出去;

另外,散热器的材质、几何形状,对于散热效率也起着至关重要的作用;

材质分为银(最佳)、铜(较好)和铝(次之)等等,从经济等方面来看,采用铝制的散热器比较符合实际;

笔者原来自制过一种10L的半导体电冰箱,采用12V直流电源;

该电冰箱采用一块12V3A的半导体制冷器件(相当于上海生产的1203制冷器系列),铝制散热器的尺寸大约是15×10×4cm,外形类似于CPU散热器,也是使用12V0.27A(CPU使用)的散热风扇;

在环境温度为38摄氏度,箱内储存物达50%容积时,电冰箱工作3小时之后,箱内温度就低于零摄氏度了;

还有一点,半导体制冷器件对于供电电源的波纹系数有严格的要求,普通的稳压电源是不能胜任的,这也是制约半导体制冷器件发展的重要因素之一;

如果希望电冰箱的体积更大,则需要将上述散热器的体积按比例加大,最好是加大根号2(即1.414)倍,风扇的风力也需加大,以保证散热所需;

最后,祝你实验成功。

第一个问题 :

5v是可以工作,不过致冷就差了一点,你想用电脑电源带动的话,就要看你电脑电源的负载电流,一般4cmx4cm工作电流是5A,(你可以看电脑电源旁边有张负载说明的)最少带动致冷片电流要一安。在低电压低电流工作下,致冷就有所减少。

第二个问题

温差方面帮不了你,我没温度计。装在电脑上面的话要看你装到那里,如果装在CPU上的话,CPU有过温保护的,所以你可以试验一下的。散热片足够大的话是可以控制在85度以下,呵呵!散热片的面积方面就是一个可怕问题,可以用风冷或水冷的。

最后一个问题

如果你要装半导体致冷片在CPU上,那致冷片散热的那一面,要装的散热片要比你原先装的CPU散热片要大好好多。还有用的电比原风冷用的电多好多。

总结

半导体致冷片本身就是一个发热体,原理就是用发热来带走另一边的热,所以一边发热另一边是冷,得不偿失。半导体致冷片这个名就到这样来的,它不是叫半导体制冷片。


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