หลักการปิดผนึกปะเก็นและรูปแบบการรั่วซึม

การนำความร้อน Thermally Conductive เป็นการวัดความสามารถของวัสดุในการถ่ายเทความร้อน วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและพร้อมดูดซับจากสิ่งแวดล้อม ตัวนำความร้อนที่ไม่ดีจะกีดขวางการไหลของความร้อนและรับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมอย่างช้าๆ ตามหลักเกณฑ์ของ SI (System International) ค่าการนำความร้อนของวัสดุวัดเป็นวัตต์ต่อเมตรต่อเคลวิน (W/mK)

วัสดุที่เป็นตัวนำความร้อน 10 อันดับแรกที่วัดได้และสรุปค่าของวัสดุเหล่านั้นไว้ด้านล่าง ค่าการนำความร้อนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้และสภาพแวดล้อมในการตรวจวัด ค่าการนำความร้อนเหล่านี้จึงเป็นค่าเฉลี่ย

วัสดุนำความร้อนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

1. เพชร - 2000 - 2200 W/mK

เพชรเป็นวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนที่ดีที่สุดในธรรมชาติ โดยวัดค่าการนำไฟฟ้าได้สูงกว่าทองแดงถึง 5 เท่า ซึ่งเป็นโลหะที่ผลิตมากที่สุดในสหรัฐอเมริกา อะตอมของเพชรประกอบด้วยโครงกระดูกคาร์บอนธรรมดา ทำให้เป็นโครงสร้างโมเลกุลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปแล้ว วัสดุที่มีองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างโมเลกุลที่ง่ายที่สุดจะมีค่าการนำความร้อนสูงสุด

เพชรเป็นส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาสมัยใหม่หลายชนิด บทบาทของพวกเขาในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือการส่งเสริมการกระจายความร้อนและปกป้องส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ที่ละเอียดอ่อน การนำความร้อนสูงของเพชรได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการพิจารณาความถูกต้องของอัญมณีในเครื่องประดับ การรวมเพชรจำนวนเล็กน้อยไว้ในเครื่องมือและเทคโนโลยีอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการนำความร้อน

2. เงิน - 429 W/mK

เงินเป็นตัวนำความร้อนที่ค่อนข้างถูกและมีอยู่มากมาย เงินเป็นส่วนสำคัญของเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชนิด และเป็นหนึ่งในโลหะที่ใช้งานได้หลากหลายที่สุด เนื่องจากมีความอ่อนตัว สามสิบห้าเปอร์เซ็นต์ของเงินที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาถูกใช้ในเครื่องมือไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (US Geological Survey Mineral Community 2013) ผลพลอยได้จากแร่เงินคือ ซิลเวอร์เพสต์ กำลังเป็นที่ต้องการเพิ่มขึ้นเนื่องจากใช้เป็นพลังงานทดแทนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซิลเวอร์เพสต์ใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของแผงเซลล์แสงอาทิตย์

3. ทองแดง - 398 W/mK

ทองแดงเป็นโลหะที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการผลิตอุปกรณ์นำไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกา ทองแดงมีจุดหลอมเหลวสูงและอัตราการกัดกร่อนปานกลาง นอกจากนี้ยังเป็นโลหะที่มีประสิทธิภาพมากในการลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการถ่ายเทความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด กระทะโลหะ ท่อน้ำร้อน และหม้อน้ำรถยนต์ล้วนเป็นเครื่องใช้ที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของทองแดง

4. ทอง - 315 W/mK

ทองคำเป็นโลหะที่หายากและมีราคาแพงซึ่งใช้สำหรับการนำไฟฟ้าโดยเฉพาะ ซึ่งแตกต่างจากเงินและทองแดง ทองคำไม่ค่อยทำให้เสื่อมเสียและสามารถทนต่อสภาวะที่มีการกัดกร่อนสูงได้

5, อะลูมิเนียมไนไตรด์ - 310 W/mK

อะลูมิเนียมไนไตรด์มักใช้แทนเบริลเลียมออกไซด์ อะลูมิเนียมไนไตรด์ไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพต่อการผลิต ซึ่งแตกต่างจากเบริลเลียมออกไซด์ แต่ยังคงแสดงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่คล้ายคลึงกับเบริลเลียมออกไซด์ อะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นหนึ่งในวัสดุไม่กี่ชนิดที่มีคุณสมบัติการนำความร้อนสูงและเป็นฉนวนไฟฟ้า มีความทนทานเป็นพิเศษต่อความร้อนช็อกและทำหน้าที่เป็นฉนวนไฟฟ้าในชิปเชิงกล

6. ซิลิคอนคาร์ไบด์ - 270 W/mK

ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นสารกึ่งตัวนำที่ประกอบด้วยส่วนผสมที่สมดุลระหว่างอะตอมของซิลิคอนและคาร์บอน เมื่อผลิตและหลอมรวมกัน ซิลิคอนและคาร์บอนจะรวมกันเป็นวัสดุที่แข็งและทนทานอย่างยิ่ง ส่วนผสมนี้มักใช้เป็นส่วนประกอบของเบรกรถยนต์ เทอร์ไบน์ และส่วนผสมของเหล็กกล้า

7. อะลูมิเนียม - 247 W/mK

อลูมิเนียมมักใช้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าแทนทองแดง แม้ว่าจะนำไฟฟ้าได้น้อยกว่าทองแดง แต่อะลูมิเนียมก็มีมากมายและใช้งานง่ายเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวต่ำ อลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบสำคัญของหลอด LED (Light Emitting Diodes) ส่วนผสมของทองแดงกับอะลูมิเนียมกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้น เนื่องจากสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของทั้งทองแดงและอะลูมิเนียม และสามารถผลิตได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำลง

8, ทังสเตน - 173 W/mK

ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงและความดันไอต่ำ ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับเครื่องใช้ที่ต้องสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าที่มีความเข้มข้นสูง ความเฉื่อยทางเคมีของทังสเตนช่วยให้สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้โดยไม่เปลี่ยนกระแส นอกจากนี้ยังใช้บ่อยในส่วนประกอบของหลอดไฟและหลอดรังสีแคโทด

9. กราไฟท์ 168 W/mK

กราไฟต์เป็นทางเลือกที่ชาญฉลาด ต้นทุนต่ำ และน้ำหนักเบากว่าไอโซเมอร์คาร์บอนอื่นๆ มักใช้เป็นสารเติมแต่งในการผสมโพลิเมอร์เพื่อเพิ่มการนำความร้อน แบตเตอรี่เป็นตัวอย่างทั่วไปของอุปกรณ์ที่ใช้การนำความร้อนสูงของกราไฟต์

10. สังกะสี 116 วัตต์/ลบ.ม

สังกะสีเป็นหนึ่งในโลหะไม่กี่ชนิดที่สามารถผสมกับโลหะอื่นได้ง่ายเพื่อสร้างโลหะผสม (ส่วนผสมของโลหะสองชนิดหรือมากกว่า) เครื่องใช้สังกะสีร้อยละ 20 ในสหรัฐอเมริกาทำจากโลหะผสมสังกะสี การชุบสังกะสีใช้สังกะสีบริสุทธิ์ที่ผลิตได้ร้อยละ 40 การชุบสังกะสีเป็นกระบวนการของการเคลือบสังกะสีกับเหล็กหรือเหล็กเพื่อป้องกันโลหะจากการผุกร่อนและการเกิดสนิม

วัสดุตกแต่งพื้นผิวเทียม

DLC Diamond Like Coating - การเคลือบนาโนที่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคนิคการเคลือบสุญญากาศ กระบวนการ PVD มีฉนวนกันความร้อนและการนำความร้อนที่ดี

การเคลือบอลูมิเนียมออกไซด์ Al2O3 - การเคลือบนาโนที่ผลิตโดยกระบวนการ CVD เป็นฟิล์มคอมโพสิทที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีบวกกับการนำความร้อน การควบคุมความหนาและการยึดเกาะของฟิล์มจะมีข้อได้เปรียบที่สำคัญกว่าการพ่นด้วยความร้อน แต่ราคาสูงไม่ค่อยเป็นที่นิยม การนำความร้อน: 23-32 (W/m*k)

การเคลือบโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม HBN {{0}} (W/m*k) การเคลือบเซรามิกที่ดีที่สุดสำหรับการนำความร้อนที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่า 500 องศา ยังเป็นวัสดุฉนวนเซรามิกที่ดีที่สุดในอุณหภูมิสูง (แรงดันพังทลาย 3kv/มม.) โดยทั่วไปแล้วเฉื่อยทางเคมี ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ 0.16 ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน 900 องศากับออกซิเจน 2000 องศาโดยไม่มีออกซิเจน กระบวนการเคลือบสูญญากาศคอมโพสิต TiB2 ของ NAXICO ช่วยให้สามารถเคลือบนาโนที่ทนทานต่ออุณหภูมิเป็นพิเศษและแข็งเป็นพิเศษได้

BeO เบริลเลียมออกไซด์ - การนำความร้อนคล้ายกับทองแดงสีม่วง แป้งมีความเป็นพิษสูง การระเหยเริ่มต้นที่ 1,000 องศา เริ่มจะห่างเหิน