Glödgad pyrolytisk grafit
Glödgad pyrolytisk grafit (APG), även känd som termiskt glödgad pyrolytisk grafit (TPG), är en form av syntetisk grafit som erbjuder utmärkt värmeledningsförmåga i planet . Som med pyrolytiskt kol eller pyrolytisk grafit (PG), har APG också låg massa, är elektriskt ledande och erbjuder diamagnetiska egenskaper som gör att den kan sväva i magnetfält .
Fysikaliska egenskaper
APG är ett anisotropiskt material med extremt hög värmeledningsförmåga i planet (1 700 W/mK vid rumstemperatur) och låg konduktivitet genom tjocklek. Dess laminatstruktur förblir stabil över ett brett temperaturområde, vilket gör att den kan användas i en mängd olika värmeöverföringstillämpningar . APG:s konduktivitet ökar i allmänhet när temperaturen sjunker, och når en topp på 2 800 W/mK vid ungefär 150 K. Till skillnad från pyrolytisk grafit är den xy plana konduktiviteten konsekvent över varje basalplan, så konduktiviteten i mittplanen överensstämmer med de yttre planen. kovalent bundna kolatomerna i planet i en hexagonal geometri står för APG:s höga värmeledningsförmåga i planet och dess höga styvhet i planet. Genom sin tjocklek är dessa hexagonala plan svagt bundna ( van der Waals- bindningar) vilket resulterar i ett material med dålig värmeledningsförmåga, styvhet och styrka genom tjockleken.
Syntes
APG tillverkas i en process som liknar Highly Oriented Pyrolytic Graphite (HOPG), där kolvätegas värms upp tills den bryts ner till kol. Pyrolytisk grafit (PG) odlas sedan på plattor med en för kemisk ångavsättning (CVD). PG härdas sedan vid hög temperatur för att bilda den mer plana och mer enhetliga kolstrukturen hos APG, som beskrivs ovan. Den primära skillnaden mellan HOPG- och APG-syntesmetoderna är att APG-glödgningsprocessen inte kräver användning av inducerade spänningar, vilket resulterar i ett mer prisvärt och praktiskt bulkmaterial för produktionsanvändning.
Ansökningar
APG används främst som värmespridare för termisk hantering av avancerad elektronik. På grund av dess dåliga mekaniska egenskaper är APG vanligtvis inkapslad i strukturella metalliska material. Aluminium är det vanligast valda inkapslingsmedlet för dess styrka, låga massa, kostnad, tillverkningsbarhet och värmeledningsförmåga. Eftersom APG:s konduktivitet är mycket lägre genom sin tjocklek, sätts ibland in termiska vior i aggregatet för att överföra värme till grafiten, som visas i figur 1. Dessa vior är vanligtvis sammansatta av aluminium eller koppar. Tunna, flexibla ark av APG kan kapslas in i tunna flexibla material, såsom polymerer, aluminiumfolie eller kopparfolie för att skapa vad som kallas en termisk rem.
Aerospace: Aluminium-APG-plattor används oftast som värmespridningsplattor för att överföra värme från elektronik med hög effekttäthet i flygplan och rymdfarkoster.
Vetenskapliga kameror: Cu-APG-plattor används för att kyla och isotermisera CCD-detektorer vid kryogena temperaturer.
