Chất lỏng tản nhiệt chứa vật liệu graphen và ống nano cácbon

18/05/2021
“Quy trình chế tạo Chất lỏng tản nhiệt chứa thành phần graphen và ống nano cácbon” của tác giả Bùi Hùng Thắng và các cộng sự đã được cấp Bằng độc quyền sáng chế số 27931 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp theo Quyết định số 3695w/QĐ-SHTT ngày 05/3/2021. Sáng chế đề cập đến quy trình chế tạo chất lỏng tản nhiệt có hệ số dẫn nhiệt cao chứa thành phần graphen và ống nano các bon nhằm mục dích thay thế chất lỏng tản nhiệt thông thường. Hỗn hợp vật liệu graphen và ống nano cácbon với hệ số dẫn nhiệt cao giúp tăng tính dẫn nhiệt của chất lỏng tản nhiệt và nâng cao hiệu quả cho các linh kiện điện tử và các thiết bị công suất lớn.

Ngày nay, sự phát triển của công nghệ vi điện tử, nano điện tử cho phép các linh kiện điện tử và quang điện tử tăng mạnh cả về mật độ linh kiện, công suất và tốc độ hoạt động. Tuy nhiên, các thiết bị linh kiện điện tử, nhất là các linh kiện điện tử công suất cao khi hoạt động trong một thời gian đủ dài sẽ tiêu tốn năng lượng và giải phóng nhiệt lượng lớn. Việc cải tiến, nâng cao hiệu quả tản nhiệt sẽ giúp kéo dài tuổi thọ, tăng hiệu suất, công suất và tốc độ hoạt động của các linh kiện điện tử.

Những công nghệ tản nhiệt mới như sử dụng chất lỏng đang nhận được sự quan tâm rất lớn của các nhà nghiên cứu, phát triển và sản xuất do có lợi ích lớn về mặt giá thành và hiệu suất truyền nhiệt cao. Tại Viện Khoa học vật liệu, tập thể nhóm nghiên cứu của TS. Bùi Hùng Thắng đã thành công trong việc đưa ra phương pháp để chế tạo chất lỏng tản nhiệt chứa đồng thời cả thành phần vật liệu graphen và ống nano cácbon nhằm tối ưu hóa hiệu quả tản nhiệt.

Vật liệu ống nanô cácbon (CNTs) và graphen (Gr) được biết đến là loại vật liệu có nhiều tính chất cơ lý ưu việt, đặc biệt chúng có độ dẫn nhiệt lớn nhất (kCNTs ~ 2.000 W/mK, kGr ~ 5.000 W/mK) đã mở ra khả năng ứng dụng trong lĩnh vực tản nhiệt cho các linh kiện và thiết bị điện tử công suất lớn.

Mặt khác, vật liệu graphen được biết đến với cấu trúc dạng màng nên dẫn nhiệt tốt trên mặt phẳng. Còn ống nano cácbon có cấu trúc dạng ống nên dẫn nhiệt tốt dọc theo chiều ống. Sự kết hợp của hai loại vật liệu graphen và ống nano cácbon sẽ giúp nâng cáo số chiều truyền nhiệt và tạo thành mạng lưới truyền dẫn và trao đổi nhiệt hiệu quả hơn trong chất lỏng.

Chất lỏng tản nhiệt đã được thử nghiệm ứng dụng cho một số thiết bị điện tử công suất lớn như module đèn LED chiếu sáng đường phố công suất 150W và đèn pha LED công suất 500W. Các kết quả thử nghiệm cho thấy chất lỏng tản nhiệt giúp giảm nhiệt độ của linh kiện chip LED xuống từ 3,5oC - 4,5oC, tính toán kết hợp đánh giá thử nghiệm cho thấy hiệu quả của chất lỏng tản nhiệt góp phần nâng cao độ bền và kéo dài tuổi thọ đèn LED lên 30 – 40%.

Một số sản phẩm module đèn LED 150W và đèn pha LED 500W sử dụng chất lỏng tản nhiệt chứa thành phần phần graphen và ống nano cácbon

Bằng độc quyền sáng chế

Nguồn tin: TS. Bùi Hùng Thắng, Viện Khoa học vật liệu
Tác giả: Thanh Hà


Tags:
Tin liên quan