El Dr. Cheol-Woo Ahn, líder de un equipo de investigación en el Departamento de Cerámica Funcional dentro de la División de Materiales Cerámicos del Instituto Coreano de Ciencia de Materiales (KIMS), ha desarrollado el primer material de disipación de calor del mundo. Este material reduce la hidrofilicidad a través de una reacción química que forma una capa compuesta nanocristalina y aumenta la conductividad térmica al controlar los defectos puntuales. Este proceso se produce durante un proceso de sinterización simple que no requiere tratamiento superficial.
La investigación se publica en la revista Small Methods. .
El relleno de alúmina convencional, ampliamente utilizado para la disipación de calor, tiene limitaciones para mejorar la conductividad térmica. Por lo tanto, existe potencial en la utilización de magnesia, que ofrece un bajo costo de materia prima y una excelente conductividad y resistividad térmica. Sin embargo, la alta temperatura de sinterización de la magnesia de 1.800°C y su naturaleza higroscópica, que reacciona con la humedad del aire, han restringido su uso como relleno térmico.
El equipo de investigación utilizó aditivos para crear una fina capa compuesta nanocristalina durante el proceso de sinterización, formando una capa protectora que reacciona con la humedad. Lograron aumentar la conductividad térmica controlando los defectos mediante temperaturas de sinterización más bajas. Se considera que este avance supera las limitaciones de los materiales de magnesia existentes y abre nuevas posibilidades para los materiales de gestión térmica en las industrias de próxima generación.
En los últimos años, con los avances en las industrias de alta tecnología, la miniaturización y la multifuncionalidad de los componentes electrónicos han planteado desafíos importantes para la gestión térmica. Esto es particularmente evidente en las baterías de alta capacidad de los vehículos eléctricos y la mayor integración de componentes electrónicos, lo que requiere materiales de disipación de calor con alta conductividad térmica para gestionar la creciente densidad de calor.
Según las proyecciones de ventas de vehículos eléctricos, se espera que el mercado de materiales de disipación de calor utilizados en los materiales de interfaz térmica de los vehículos eléctricos alcance aproximadamente 9,7 billones de wones en 2025. Los resultados de esta investigación son muy prometedores para abordar los problemas de reacción de la humedad y la alta sinterización. temperaturas asociadas con materiales de disipación de calor de bajo costo existentes.
El Dr. Cheol-Woo Ahn, investigador principal, afirmó:"Pudimos abordar el problema de la reacción de humedad, que provoca la mezcla con polímeros, de una manera sencilla mediante aditivos en el proceso de fabricación de cargas cerámicas de óxido. Hemos desarrollado cargas de óxido con alta conductividad térmica mediante el control de defectos. Anticipamos que el relleno de disipación de calor de magnesia de alta calidad y bajo costo dominará el mercado de materiales cerámicos de disipación de calor".
Más información: Hyun‐Ae Cha et al, Capa compuesta nanocristalina obtenida mediante sinterización simple sin tratamiento superficial, que reduce la hidrofilicidad y aumenta la conductividad térmica, Métodos pequeños (2023). DOI:10.1002/smtd.202300969
Información de la revista: Pequeños métodos
Proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
