Пассивное охлаждение в основном использует принципы теплопроводности или теплового излучения, полагаясь в первую очередь на радиаторы или теплораспределители для снижения температуры. Тонкая и легкая бытовая электроника, такая как мобильные телефоны и планшеты, обычно использует этот подход из-за ограничений, налагаемых внутренними пространственными структурами. Теплораспределители для пассивного охлаждения включают графитовые теплораспределительные пленки, графеновые пленки, тепловые трубки и теплораспределительные пластины.
(1) Графитовая пленка для рассеивания тепла
Графитовая пленка для рассеивания тепла находит наиболее широкое применение в терморегулировании бытовой электроники. Графит обладает уникальной шестиугольной плоской решетчатой структурой, что обеспечивает равномерное распределение тепла по двумерной плоскости и эффективную теплопередачу. Его низкая плотность способствует облегчению конструкции, позволяя гладко прилипать к любой плоской или изогнутой поверхности для повышения эффективности рассеивания.
Графитовые тепловые материалы можно классифицировать по методам производства, теплопроводности, размерам и толщине на натуральные тепловые графитовые листы, синтетические тепловые графитовые пленки и нанокомпозитные графитовые пленки. Натуральные тепловые графитовые листы имеют теплопроводность от 800 до 1200 Вт/м·К при минимальной толщине 0,1 мм. Синтетические графитовые пленки представляют собой высококристаллическую углеродную молекулярную графитовую пленку. Их кристаллические поверхности имеют теплопроводность 1500–2000 Вт/м·К, а толщина достигает 0,03 мм. Эти пленки служат идеальным материалом для рассеивания тепла, устраняя локальные горячие точки и действуя как тепловые мосты между источниками тепла и теплоотводами.
(2) Графен
Графен, ставший восходящей звездой в секторе новых материалов, обладает самой высокой из известных теплопроводностью среди веществ, с теоретической теплопроводностью 5300 Вт/м·К, что значительно превосходит графит. Он состоит из одного слоя атомов углерода, расположенных в виде двухмерной кристаллической структуры, похожей на соты, благодаря гибридизации электронных орбиталей, и имеет толщину всего 0,335 нм. Также называемый монослойным графитом, он существует в виде аллотропной формы наряду с углеродными нанотрубками и фуллеренами. Его недостатки включают ограниченные производственные мощности и высокую стоимость.
