science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wetenschappers ontwikkelen een efficiënte manier om goedkope koellichamen te produceren

Andrey Stepasjkin, onderzoeker bij NUST MISIS Center for Composite Materials. Krediet:Sergey Gnuskov/NUST MISIS

NUST MISIS-wetenschappers hebben een manier gevonden om de kosten van de productie van industriële en elektronische koellichamen tot 10 keer te verlagen. Bijgevolg, het product zelf zou ook minder kosten. De voorgestelde methoden veronderstellen het gebruik van rubber en siliciumcarbide als componenten, d.w.z. deze componenten zijn gemengd, geperst en gesinterd. Het artikel over het onderzoek is gepubliceerd in polymeren .

Warmteafvoer in werkende apparaten is een constante noodzaak, omdat oververhitting onvermijdelijk de levensduur van dure apparatuur verkort. Een van de meest populaire warmteafvoerende materialen is grafiet, omdat het perfect bestand is tegen hoge temperaturen. Maar dit is een duur materiaal, omdat de productie ervan vrij 'schone' omstandigheden en uitzonderlijk hoogwaardige grondstoffen vereist.

Wetenschappers van het NUST MISIS Center for Composite Materials hebben een manier gevonden om de productiekosten van koellichamen aanzienlijk te verlagen. In plaats van grafiet, er werd voorgesteld om polymeermaterialen te gebruiken, rubbers met siliciumcarbide insluitsels. In dit geval, de massa van insluitsels kan zelfs groter zijn dan die van het basismateriaal, afhankelijk van de gewenste sterkte, ductiliteit en hittebestendigheid van het uiteindelijke materiaal.

Het productieproces is vrij eenvoudig:de rubbermassa wordt tussen twee rollen geplaatst die met verschillende snelheden naar elkaar toe draaien. Daar wordt ook poedervormig siliciumcarbide toegevoegd. De rollen mengen de materialen en trekken een uniforme massa. Volgende, de massa wordt in een speciale persvorm geplaatst, waar het op een gewenste manier wordt gevormd. Eindelijk, de geperste knuppel wordt gesinterd bij 360 °C.

"Dit is een productie met zeer weinig afval:in de beginfase van het mengen, de massa is homogeen, zoals plasticine of klei. De overblijfselen kunnen onmiddellijk worden hergebruikt. In aanvulling, zowel rubber als siliciumcarbide zijn goedkope materialen, in vergelijking met grafiet. Het na sinteren verkregen materiaal is bestand tegen temperaturen tot 300 °C, het voert warmte perfect af, en geleidt bijna geen stroom. Dat is, het kan zowel in de industrie als in de elektronica worden gebruikt", opmerkingen Andrey Stepashkin, onderzoeker bij NUST MISIS Center for Composite Materials.

Echter, zoals opgemerkt door wetenschappers, hun belangrijkste prestatie is niet eens in het maken van dit specifieke materiaal, maar bij het uitwerken van de mechanische eigenschappen (sterkte, scheurweerstand, plasticiteit, enz.) die kunnen worden gemaakt met behulp van de hierboven beschreven methoden. Dus, als siliciumcarbide wordt vervangen door koolstofvezel of, bijvoorbeeld, boornitride, dergelijke composieten zullen toepassing vinden in andere technologische gebieden, zoals geleidende componenten van elektronica.