Новый тип керамики защитит электронику от перегрева лучше алюминия
Американские инженеры разработали новый тип керамического материала, которому можно придавать сложные формы методом высокотемпературного формообразования, в том числе изготавливать из него тонкие листы для более эффективных и надежных теплоотводов. Примечательно, что открытие было сделано в результате лабораторной случайности.
Экспериментируя с керамикой на основе бора, специалисты из Северо-Восточного университета, сами того не ведая, увеличили до критического состояния предел прочности материала. Под действием паяльной лампы он неожиданно деформировался и выпал из фиксатора. Осмотрев образец, ученые поняли, что он совершенно цел, просто принял другую форму. Последующие опыты дали понять, что деформацией можно управлять, пишет New Atlas.
Поведение материала противоречит общепринятому мнению о том, как формируется керамика и какие нагрузки она может выдержать. При экстремальных температурах она, скорее всего, потрескается и сломается, но не в этом случае: этот вид керамики выдерживает температуру паяльной лампы в 1000–1200 градусов и остаться целым.
Дальнейшее изучение материала позволило понять его микроструктуру, которая обеспечивает такой быстрый перенос тепла. Во время прессовки и высокотемпературного формообразования, процесса, который обычно применяется к термопластичной пластмассе и листовому металлу, исследователи обнаружили, что керамике можно придавать сложную геометрию, сохраняя высокую механическую прочность и теплопроводность.
В контексте применения материала в электронике в его пользу говорит также тот факт, что он не переносит электроны и не создает радиочастотных помех. Вместо толстого слоя алюминия для отведения тепла в смартфонах и другой электронике можно было бы использовать слой новой керамики менее миллиметра толщиной, который к тому же может быть точно подогнан по форме к различным поверхностям.
«Если вы кладете алюминиевый радиатор на радиочастотный компонент, вы фактически ставите антенны, которые будут мешать радиочастотному сигналу, — сказал профессор Рэндал Эрб. — Вместо этого мы можем положить наш материал на основе нитрида бора вокруг радиочастотного компонента, и он будет фактически невидим для сигнала».