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열 전도성 소재 상위 10가지
소개
첨단 엔지니어링에서 열전도는 장치와 기계의 열을 제어하는 데 필수적입니다. 열전도율이높은 소재는 열을 효율적으로 전달하여 성능과 신뢰성을 향상시킵니다. 다음은 가장 전도성이 높은 재료부터 10가지 주목할 만한 재료에 대한 순위 가이드입니다.
1. 그래핀(평면 내)(~5000W/m-K, 3000°C)
탄소 원자의 단일 분자인 그래핀이 1위를 차지했습니다. 평면 내 열 전도성이 뛰어나 마이크로칩, 플렉서블 전자기기, 개념 증명 열 시스템에 매우 적합합니다. 연구 단계에서 다소 정체되어 있는 그래핀은 고성능 전자제품을 혁신적으로 개선할 수 있는 원동력이 될 수 있습니다.
2. 다이아몬드(~2200W/m-K, 2000°C)
다이아몬드는 경도와 함께 뛰어난 열전도율을 제공합니다. 다이아몬드는 열악한 환경에서 높은 신뢰성의 성능이 요구되는 고성능 절삭 공구, 레이저 열 확산기, 항공우주 방열판 등에 사용됩니다.
3. 은(~430W/m-K)
은은 최고의 금속 열 전도체입니다. 인쇄 회로 기판, 열 페이스트 및 열 교환기에 사용되는 은은 전자 제품에서 열을 전달하는 데 탁월하지만 대규모 열 애플리케이션에는 비용이 많이 듭니다.
4. 흑연(인플레인)(~400W/m-K, 150°C)
흑연은 다이아몬드나 은보다 훨씬 저렴한 비용으로 뛰어난 평면 내 전도성을 제공합니다. 흑연의 평면 구조는 배터리, 윤활유 및 전자 열 확산기에서 열을 잘 분산시킵니다.
5. 육각형 질화붕소(h-BN, 평면 내)(~400W/m-K, 250°C)
h-BN은 전기 절연성뿐만 아니라 높은 열 전도성을 제공한다는 점에서 특이합니다. 고온 단열재, 액체 냉각 시스템 및 반도체 패키징에 사용됩니다.
6. 구리(~400W/m-K)
구리는 가격과 성능 사이의 균형을 나타냅니다. 배선, 배관 및 냉각 애플리케이션에 활용되는 구리는 전기적, 기계적으로 사용되는 범용 열전도체입니다.
7. 은-다이아몬드 복합체(~1000W/m-K, 600°C)
은과 다이아몬드의 복합체는 엔지니어가 높은 전도성과 고온 작동을 달성하기 위해 준비합니다. 금속과 다이아몬드의 특성이 필요한 항공우주 전자 및 방위 시스템에 사용됩니다.
8. 실리콘 카바이드(SiC)(~270W/m-K, 120°C)
SiC는 스트레스에 대한 저항성과 열전도율로 높은 평가를 받고 있습니다. 고전력 전자 제품, 세라믹 부품 및 내열성과 수명이 요구되는 시스템에 사용됩니다.
9. 알루미늄(~205W/m-K)
알루미늄은 부식에 강하고 가벼우며 생산이 간편합니다. 자동차, 라디에이터, 가전제품에 사용되며 무게가 중요한 애플리케이션에 적합한 전도성을 제공합니다.
10. 질화알루미늄(AlN)(~180W/m-K, 140°C)
AlN은 전기 절연성과 함께 최고의 열전도율을 제공하여 마이크로 일렉트로닉스, 고주파 회로 및 얇은 두께의 열 관리에 적합합니다.
요약 표
|
순위 |
재료 |
열 전도성(W/m-K) |
최대 온도(°C) |
주요 용도 |
|
1 |
그래핀(평면 내) |
~5000 |
3000 |
마이크로칩, 플렉시블 전자 제품 |
|
2 |
다이아몬드 |
~2200 |
2000 |
절삭 공구, 방열판 |
|
3 |
은 |
~430 |
- |
PCB, 열 페이스트 |
|
4 |
흑연(평면 내) |
~400 |
150 |
배터리, 열 스프레더 |
|
5 |
h-BN(평면 내) |
~400 |
250 |
절연체, 냉각 시스템 |
|
6 |
구리 |
~400 |
- |
배선, 배관 |
|
7 |
Ag-다이아몬드 복합 |
~1000 |
600 |
항공 우주, 첨단 전자 제품 |
|
8 |
SiC |
~270 |
120 |
전력 전자, 세라믹 |
|
9 |
알루미늄 |
~205 |
- |
자동차, 전자 |
|
10 |
AlN |
~180 |
140 |
마이크로일렉트로닉스, 기판 |
보다 구체적인 데이터와 기술 지원은 Stanford Advanced Materials (SAM)에서확인하세요 .
결론
그래핀의 획기적인 평면 내 전도성부터 질화 알루미늄의 절연과 열전도의 결합에 이르기까지, 이러한 소재는 광범위한 엔지니어링 사양을 충족합니다. 적절한 소재를 선택하는 것은 온도 범위, 전기적 특성, 비용 및 특정 성능 요구 사항에 따라 달라집니다.
자주 묻는 질문
F: 소재에 열 전도성이 있는 이유는 무엇인가요?
Q: 원자 결합과 구조는 소재의 열 전도 능력에 영향을 미칩니다.
F: 전자제품에서 높은 열전도율은 어떻게 사용되나요?
Q: 과도한 열을 방출하고 부품을 보호하며 기기 작동을 유지하는 데 도움이 됩니다.
F: 이러한 소재는 극한의 온도 조건에서 사용되나요?
Q: 예, 많은 제품이 고온에서도 우수한 성능을 발휘하여 열악한 환경에서도 신뢰성을 보장합니다.
Chin Trento
