中國粉體網訊 作為新興的熱管理解決方案,液態金屬熱管理技術(包括液態金屬熱界面材料、液態金屬流體散熱技術和液態金屬相變控溫技術)不斷顯現其性能優勢,已成為眾多熱管理場合的首選甚至是唯一選擇。
什么是液態金屬?
液態金屬是一系列熔點低于或接近室溫的金屬或金屬合金材料的統稱,它在室溫或較低的加熱溫度下呈現出一種可流動、不定型的液體狀態。常見的液態金屬有銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)、汞(Hg)和鎵(Ga)等。
目前,科學家們研究最為廣泛的是以金屬鎵及其合金為代表的液態金屬。
圖源:中宣液態
液態金屬的核心優勢
液態金屬具有導電性強、導熱率高、熔點可控等特點,無需高溫冶煉,環保無毒,蘊含著諸多神奇的物理、化學乃至生物學特性,相較于傳統水冷或導熱硅脂,其優勢顯著:
1.導熱效率躍升:液態金屬熱界面材料(TIMs)的導熱性能遠高于傳統的硅脂可顯著降低芯片界面溫差;
2.高效熱緩沖:低熔點金屬相變材料(如鎵、鉍)在固液相變時吸收大量潛熱,瞬時控溫能力遠超傳統石蠟類材料;
3.節能降耗:結合電磁泵驅動的微流道技術,液態金屬冷卻系統顯著提高泵體驅動性能,并實現242 W/cm²的散熱需求。
全領域應用解決方案
1.生物醫學
液態金屬具有優異的物理化學特性和生物相容性,這保證了其可以在生物醫學領域得到應用。中科院理化所劉靜團隊,其首創的液態金屬神經連接與修復技術,被認為是“令人震驚的醫學突破”;創建的液態金屬血管造影術、液態金屬栓塞血管治療腫瘤技術、堿金屬流體熱化學消融治療腫瘤法等,也以其嶄新的學術理念和技術突破性,引起業界廣泛重視。
2.柔性機器
研究發現液態金屬可在吞食少量物質后以可變形機器形態長時間高速運動,實現了無需外部電力的自主運動,從而為研制實用化智能馬達、血管機器人、流體泵送系統、柔性執行器乃至更為復雜的液態金屬機器人奠定了理論和技術基礎。
3.熱控與能源
目前,基于液態金屬的熱管理技術主要包括電磁、熱電或虹吸驅動式的芯片冷卻與熱量捕獲,微通道液態金屬散熱技術,刀片散熱技術,混合流體散熱與廢熱發電技術,以及低熔點金屬固液相變吸熱技術等,液態金屬其較高的熱導率可解決高熱流密度場合下的極端散熱難題。
4.增材制造
傳統上,電子產品的制備方法具有一定的局限性,而基于液態金屬的印刷電子則有著自己獨到的優勢。液態金屬電子手寫筆、液態金屬電子電路打印機已在云南宣威實現產業化生產,可實現電子電路的直寫和即時打印,解決傳統印刷電路制作耗時、耗力、耗材及不環保的弱點,在教育教學、科研設計方面具有便捷、廣泛用途。
云南中宣液態金屬科技有限公司成立于2013年10月,位于云南省宣威市虹橋工業園區,是一家專注于液態金屬材料、功能器件、裝備制造的研發、生產與銷售的高科技企業。目前,該公司已建成液態金屬制備及系列產品生產線、中國液態金屬科技館以及為液態金屬產業發展服務的“省級八中心一委員會”研發、檢測平臺。公司擁有專利600余項,多項技術和產品填補國內外空白。
2025年5月28日,中國粉體網將在江蘇·蘇州舉辦“第二屆高導熱材料與應用技術大會暨導熱填料技術研討會”。屆時,我們邀請到云南中宣液態金屬科技有限公司總工程師蔡昌禮出席本次大會并作題為《液態金屬先進熱管理技術及整體應用解決方案》的報告。本報告將聚焦中宣液態10余年來在液態金屬熱管理領域的技術沉淀(特別是液態金屬熱界面材料領域相關技術),詳細講述中宣液態金屬相關產品以及整體解決方案,并對液態金屬熱管理技術的應用前景和發展方向進行展望。
專家簡介
蔡昌禮,高級工程師,全國有色金屬標準化技術委員會智能制造標準工作組委員。從事液態金屬技術研發和產品開發10余年,致力于提供液態金屬應用整體解決方案。帶領團隊解決了液態金屬在應用端的腐蝕、氧化等諸多難題,先后開發出了液態金屬導熱膏、液態金屬導熱片等多款熱界面材料和全套液態金屬應用封裝方案,并實現規模化量產應用。主導或參與制定液態金屬國家標準5項,申報專利60余項。
參考來源:
1.中宣液態官網,中國粉體網
2.電子發燒友:TIM液態金屬的熱管理技術及應用
3.FIE | 前沿研究:感應電磁驅動液態金屬的高熱通量熱管理技術
(中國粉體網編輯整理/輕言)
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