Les scientifiques du NUST MISIS ont développé un moyen efficace de produire des dissipateurs thermiques à faible coût

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MOSCOU, 11 décembre 2020 /PRNewswire/ -- Les scientifiques du NUST MISIS ont trouvé un moyen de réduire jusqu'à 10 fois le coût de production des dissipateurs thermiques industriels et électroniques. Par conséquent, le produit lui-même coûterait également moins cher. Les méthodes proposées supposent l'utilisation de caoutchouc et de carbure de silicium comme composants, c'est-à-dire que ces composants sont mélangés, pressés et frittés. L'article sur la recherche est publié dans Polymers.

La dissipation thermique des appareils en fonctionnement est une nécessité constante, car la surchauffe réduit inévitablement la durée de vie d'équipements coûteux. Le graphite est l'un des matériaux les plus populaires pour les dissipateurs thermiques, car il résiste parfaitement aux températures élevées. Mais c'est un matériau coûteux, car sa production nécessite des conditions assez « propres » et des matières premières d'une qualité exceptionnelle.

Les scientifiques du Centre NUST MISIS pour les matériaux composites ont trouvé un moyen de réduire considérablement le coût de fabrication des dissipateurs thermiques. Au lieu du graphite, il a été proposé d'utiliser des matériaux polymères, des caoutchoucs avec des inclusions de carbure de silicium. Dans ce cas, la masse des inclusions peut même dépasser celle du matériau de base, en fonction de la solidité, de la ductilité et de la résistance à la chaleur souhaitées du matériau final.

Le processus de production est assez simple : la masse de caoutchouc est placée entre deux rouleaux qui tournent l'un vers l'autre à des vitesses différentes. Du carbure de silicium en poudre y est également ajouté. Les rouleaux mélangent les matériaux et en tirent une masse uniforme. Ensuite, la masse est placée dans une presse spéciale, où elle est mise en forme de la manière souhaitée. Enfin, la billette pressée est frittée à 360 °C.

« Il s'agit d'une production à très faible taux de déchets : au stade initial du mélange, la masse est homogène, comme la plasticine ou l'argile.  Ses restes peuvent être immédiatement réutilisés. En outre, le caoutchouc et le carbure de silicium sont des matériaux peu coûteux, si on les compare au graphite. Le matériau obtenu après frittage peut supporter des températures allant jusqu'à 300 °C, il dissipe parfaitement la chaleur et ne conduit pratiquement pas le courant. Autrement dit, il peut être utilisé aussi bien dans l'industrie que dans l'électronique », commente Andrey Stepashkin, chercheur au Centre NUST MISIS pour les matériaux composites.

Cependant, comme le notent les scientifiques, leur principale réussite n'est même pas de créer ce matériau particulier, mais de déterminer les propriétés mécaniques (résistance, résistance aux fissures, plasticité, etc.) qui peuvent être créées à l'aide des méthodes décrites ci-dessus. Ainsi, si le carbure de silicium est remplacé par de la fibre de carbone ou, par exemple, du nitrure de bore, ces composites trouveront des applications dans d'autres domaines technologiques, comme les composants conducteurs de l'électronique.

Source : https://en.misis.ru/university/news/science/2020-11/7086/ 
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