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北大《Nano Lett》:通过嵌入垂直方向的石墨烯陶瓷散热器提高超声换能器的散热效率

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  • 时间:2020-06-17 14:38:28

       

本文要点:

基于VG /陶瓷混合的散热器来推动大功率换能器的结构优化,用于下一代热管理相关应用

1成果简介

       由于其在声纳,声悬浮,超声聚焦等方面的大输出功率的超声换能器的广泛应用而引起广泛的关注。但是,传统换能器本身几乎没有散热能力,严格依赖辅助冷却液系统。因此,非常需要引入高性能的散热组件。本文,北京大学张艳锋教授刘忠范院士团队在《Nano Lett》期刊发表名为“Enhancing the Heat-Dissipation Efficiency in Ultrasonic Transducers via Embedding Vertically Oriented Graphene-Based Porcelain Radiators”论文,研究通过结合垂直取向的出色导热性来设计嵌入式陶瓷散热器组件石墨烯(VG)具有出色的热敏陶瓷散热特性,并且构造一种新型的带有嵌入式VG /陶瓷混合散热器的换能器,以显示出很高的散热效率(最高约5°C / min)。

       值得注意的是,新型换能器还具有显着的散热效果(温度下降约12°C),增强的振幅和振动均匀性以及稳定的工作状态。这项研究应为将VG /陶瓷混合材料的应用扩展到散热场景铺平道路,并为众多大功率设备的性能升级提供新的思路。

2图文导读 

图1.一种新型换能器,通过嵌入基于VG /陶瓷混合材料的散热器组件,具有出色的散热效率。

图2.通过基于甲烷前体的PECVD策略在陶瓷基板上直接生长VG纳米壁。

图3. VG /基于陶瓷的嵌入式瓷散热器的散热特性。

图4.合成后的基于VG /陶瓷的嵌入式陶瓷散热器在大功率传感器中的应用。

图5.嵌入VG /陶瓷散热器的大功率换能器的运行性能和散热效果。

3小结  

       总之,通过设计独特的混合结构,利用VG的出色导热性和独特的3D结构以及出色的散热性能,提出一种明显提高大功率换能器散热效率的新策略。陶瓷模板的特性。这种具有VG和陶瓷互补特性的VG /陶瓷混合物可以用作有效的散热器,从而显着提高各种大功率传感器的散热效率,打破了传统大功率设备的散热瓶颈,同时保持了特性稳定性和性能。

 

文献: