تھرمل انٹرفیس مواد کی ترقی کا رجحان

زیادہ درجہ حرارت الیکٹرانک اجزاء کے استحکام، وشوسنییتا اور عمر پر نقصان دہ اثرات مرتب کر سکتا ہے۔ الیکٹرانک پرزوں اور ہیٹ سنک کے درمیان اکثر چھوٹے فرق ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں ہیٹ سنک کے بیس ایریا کا صرف 10 فیصد حقیقی رابطہ ایریا ہوتا ہے، جو گرمی کی منتقلی میں سنجیدگی سے رکاوٹ بنتا ہے۔ خلا کو پُر کرنے کے لیے تھرمل انٹرفیس میٹریل کا استعمال رابطے کی تھرمل مزاحمت کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے، اور اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ حرارتی الیکٹرانک اجزاء سے پیدا ہونے والی حرارت بروقت خارج ہو جائے۔

چیزوں کے انٹرنیٹ کے دور کی آمد کے ساتھ، الیکٹرانک مصنوعات کے انضمام میں بہتری جاری ہے۔ اس کے علاوہ، ہائی فریکوئنسی سگنلز کا تعارف اور ہارڈ ویئر کے اجزاء کی اپ گریڈنگ نے منسلک آلات اور اینٹینا کی تعداد میں دوگنا اضافہ کیا ہے، جس کے نتیجے میں بجلی کی کھپت میں مسلسل اضافہ اور گرمی کی پیداوار میں تیزی سے اضافہ ہوا ہے۔ تھرمل انٹرفیس مواد میں بہترین تھرمل چالکتا اور مضبوط ماحولیاتی موافقت ہے، جو آلات کے اعلی انضمام اور چھوٹے بنانے کے لیے طاقتور مدد فراہم کرتے ہیں، اور توقع کی جاتی ہے کہ یہ سب سے زیادہ خلل ڈالنے والے اور تبدیلی والے تھرمل مینجمنٹ حل بن جائیں گے۔

صنعت کے لحاظ سے، الیکٹرانکس کی صنعت، جس کی نمائندگی تین گرم شعبوں سے ہوتی ہے، جدید تھرمل مینجمنٹ سسٹمز اور تھرمل انٹرفیس مواد کے لیے زیادہ سے زیادہ مطالبات پیش کرتی ہے:
ذہین صارف الیکٹرانکس:اسمارٹ فونز اور ٹیبلیٹس کی الیکٹرانک مصنوعات کا ایک سخت اور انتہائی مربوط ڈھانچہ ہے، اور ہیٹ فلوکس کثافت میں مسلسل بہتری نے ہیٹ مینجمنٹ سسٹم کے لیے تیزی سے اعلیٰ تقاضوں کو آگے بڑھایا ہے۔
مواصلات کا سامان:مواصلاتی آلات زیادہ سے زیادہ پیچیدہ ہوتے جا رہے ہیں، بجلی کی کھپت میں اضافہ ہو رہا ہے، اور حرارت کی قدر تیزی سے بڑھ رہی ہے، جس سے تھرمل انٹرفیس مواد کی بہت زیادہ مانگ میں اضافہ ہو گا۔
آٹوموٹو الیکٹرانکس:ایک طرف، انجن الیکٹرانک کنٹرول ماڈیول، اگنیشن ماڈیول، پاور ماڈیول اور مختلف سینسرز کا کام کرنے کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہے۔ دوسری طرف، نئی توانائی والی گاڑیوں کی بیٹری کی طاقت بہت زیادہ ہے، اور روایتی ایئر کولنگ اور واٹر کولنگ بڑی گرمی کی کھپت سے نمٹنے کے لیے کافی نہیں ہیں۔ تھرمل انٹرفیس مواد کی فوری اور ذاتی نوعیت کی مانگ ہے۔
اس کے علاوہ، ایوی ایشن، ایرو اسپیس، ملٹری، اور دیگر شعبوں میں استعمال ہونے والے آلات کو عام طور پر سخت ماحول جیسے کہ ہائی فریکوئنسی، ہائی وولٹیج، ہائی پاور، اور انتہائی درجہ حرارت میں کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور اس کے لیے زیادہ قابل اعتماد، طویل غلطی سے پاک کام کرنے کا وقت، اور انتہائی گرمی کی کھپت کے مواد کے لئے اعلی جامع کارکردگی کی ضروریات.

بی سی سی کے تحقیقی اعداد و شمار کے مطابق، تھرمل انٹرفیس مواد کی عالمی مارکیٹ کا حجم 2014 میں 716 ملین ڈالر سے بڑھ کر 2018 میں 937 ملین ڈالر تک پہنچ گیا ہے، جس کی کمپاؤنڈ سالانہ شرح نمو 7.4 فیصد ہے۔ توقع ہے کہ 2021 میں مارکیٹ کا حجم 1.08 بلین ڈالر تک پہنچ جائے گا۔ ان میں ایشیا پیسیفک کا خطہ 812 ملین امریکی ڈالر، یورپ تقریباً 113 ملین امریکی ڈالر، شمالی امریکہ تقریباً 101 ملین امریکی ڈالر، اور دیگر خطوں میں تقریباً 54 ملین ڈالر سے تجاوز کر جائے گا۔ امریکی ڈالر۔

تھرمل کنڈکٹیو پولیمر پر مبنی کمپوزٹ میں کم کثافت، بہترین ڈائی الیکٹرک خصوصیات، کم خام مال کی قیمتوں اور آسان پروسیسنگ کے فوائد ہوتے ہیں، لیکن پولیمر پر مبنی تھرمل کوندکٹو کمپوزائٹس کی تھرمل چالکتا نسبتاً کم ہے۔ غیر نامیاتی نینو مواد جیسے ایلومینیم آکسائیڈ، ایلومینیم نائٹرائڈ، سلکان کاربائیڈ، بوران نائٹرائڈ اور کاربن نانوٹوبس پولیمر مواد کی تھرمل چالکتا کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتے ہیں، لیکن غیر نامیاتی فلرز پولیمر مواد کو ٹوٹنے اور سخت بنا دیں گے۔ فی الحال، اس مسئلے کا کوئی اچھا حل نہیں ہے، اور بین الاقوامی اور مقامی مارکیٹ بنیادی طور پر ایک ہی ٹریک پر ہیں.

مثالی تھرمل انٹرفیس مواد میں درج ذیل خصوصیات ہونی چاہئیں: اعلی تھرمل چالکتا، اعلی لچک، سطح کی گیلی ہونے، مناسب چپکنے والی، زیادہ دباؤ کی حساسیت، اچھی تھرمل اور کولڈ سائیکل استحکام، دوبارہ استعمال کے قابل، وغیرہ۔ لہذا، مزید مسائل پر توجہ دینے کی ضرورت ہے:
سب سے پہلے، پولیمر پر مبنی کمپوزٹ کے ڈیزائن میں، میکانکی خصوصیات کو یقینی بناتے ہوئے تھرمل چالکتا کو بہتر بنانے کے لیے مزید جدید ری انفورسمنٹ ڈیزائن کی ضرورت ہے۔
دوم، مواد کی تیاری اور پروسیسنگ کے لحاظ سے، ایک مثالی جامع مواد کی ترتیب حاصل کرنے کے لیے فلرز، کمک، اور میٹرکس کے درمیان انٹرفیس بانڈنگ کو بہتر بنانا ضروری ہے۔
تیسرا، بنیادی نظریاتی تحقیق کے لحاظ سے، نظریاتی بنیاد فراہم کرنے کے لیے کثیر پیمانے پر فونون ہیٹ کنڈکشن، کیریئر کنڈکشن میکانزم، فونون الیکٹران کپلنگ میکانزم، پیچیدہ الیکٹران اور فونون ٹرانسپورٹ میکانزم وغیرہ کو مزید سمجھنا ضروری ہے۔ تھرمل انٹرفیس مواد کا ڈیزائن.