Determinación de la Conductividad Térmica de Aleaciones de Ga-In para el Diseño de Materiales de Interfaz Térmica
Autores: Maivald, Parker; Sridar, Soumya; Xiong, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Determinación de la Conductividad Térmica de Aleaciones de Ga-In para el Diseño de Materiales de Interfaz Térmica
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Material de interfaz térmica
Estado líquido
Transferencia de calor
Sistema Ga-In
Conductividades térmicas
Electrónica de consumo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El material de interfaz térmica (TIM) que existe en estado líquido a la temperatura de servicio permite una transferencia de calor eficiente entre dos superficies adyacentes en aplicaciones electrónicas. En este trabajo, se miden por primera vez las conductividades térmicas de diferentes regiones de fase en el sistema Ga-In a varias composiciones y temperaturas. Se utiliza una técnica de barra de corte comparativa modificada para medir las conductividades térmicas de las aleaciones GaIn (x = 0, 0.1, 0.214, 0.3 y 0.9) a 40, 60, 80 y 100 grados C, las temperaturas comúnmente encontradas en la electrónica de consumo. La conductividad térmica de las aleaciones de Ga-In líquidas y semi-líquidas (líquido + beta) es más alta que la de la mayoría de los TIM actualmente utilizados en la electrónica de consumo. Estas cantidades medidas, junto con los datos experimentales disponibles en la literatura, sirvieron como entrada para la optimización del parámetro de conductividad térmica utilizando el método CALPHAD (cálculo de diagramas de fases) para elementos puros, fase de solución y región de dos fases. Se obtiene un conjunto de parámetros auto-consistentes para la descripción de la conductividad térmica del sistema Ga-In. Hay un buen acuerdo entre las conductividades térmicas medidas y calculadas para todas las fases. Debido a su facilidad de fabricación y alta conductividad térmica, las aleaciones de Ga-In líquidas/semi-líquidas tienen un potencial significativo para TIM en la electrónica de consumo.
Descripción
El material de interfaz térmica (TIM) que existe en estado líquido a la temperatura de servicio permite una transferencia de calor eficiente entre dos superficies adyacentes en aplicaciones electrónicas. En este trabajo, se miden por primera vez las conductividades térmicas de diferentes regiones de fase en el sistema Ga-In a varias composiciones y temperaturas. Se utiliza una técnica de barra de corte comparativa modificada para medir las conductividades térmicas de las aleaciones GaIn (x = 0, 0.1, 0.214, 0.3 y 0.9) a 40, 60, 80 y 100 grados C, las temperaturas comúnmente encontradas en la electrónica de consumo. La conductividad térmica de las aleaciones de Ga-In líquidas y semi-líquidas (líquido + beta) es más alta que la de la mayoría de los TIM actualmente utilizados en la electrónica de consumo. Estas cantidades medidas, junto con los datos experimentales disponibles en la literatura, sirvieron como entrada para la optimización del parámetro de conductividad térmica utilizando el método CALPHAD (cálculo de diagramas de fases) para elementos puros, fase de solución y región de dos fases. Se obtiene un conjunto de parámetros auto-consistentes para la descripción de la conductividad térmica del sistema Ga-In. Hay un buen acuerdo entre las conductividades térmicas medidas y calculadas para todas las fases. Debido a su facilidad de fabricación y alta conductividad térmica, las aleaciones de Ga-In líquidas/semi-líquidas tienen un potencial significativo para TIM en la electrónica de consumo.