Diamant-Aluminium-Thermische Verbundwerkstoffe: Leichtgewicht, hohe Wärmeleitfähigkeit und geringe CTE

Diamant-Aluminium-Wärmeverbundwerkstoff – Leichtgewicht, hohe Wärmeleitfähigkeit & niedriger CTE

Produkteinführung

Der diamant-aluminium-Wärmeleitverbundwerkstoff ist ein Hochleistungs-Wärmemanagementmaterial, das die außergewöhnlich hohe Wärmeleitfähigkeit von Diamant mit einer leichten und starren Aluminiummatrix kombiniert. Dieser Verbundwerkstoff bietet eine ausgezeichnete Balance aus hoher Wärmeableitungseffizienz, geringer Dichte, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) und starker mechanischer Leistung und eignet sich daher gut für Anwendungen, die Vibrationen, thermischen Zyklen und rauen Betriebsumgebungen ausgesetzt sind.

Durch die Nutzung der geringen Dichte und der guten Verarbeitbarkeit von Aluminium bieten Diamant-Aluminium-Verbundwerkstoffe eine leichte Alternative zu thermischen Lösungen auf Kupferbasis, während sie gleichzeitig eine überlegene thermische Leistung und strukturelle Stabilität beibehalten.

Hauptmerkmale

• Hohe Wärmeleitfähigkeit: Wärmeleitfähigkeit von über 600 W/m·K, was eine effiziente Wärmeausbreitung ermöglicht

• Geringe Dichte: Dichte von ca. 3,0 g/cm³, wodurch das Gesamtgewicht des Systems erheblich reduziert wird

• Geringer Wärmeausdehnungskoeffizient: CTE unter 6,5 ppm/K, wodurch die Kompatibilität mit Halbleiterbauelementen verbessert wird

• Hohe mechanische Festigkeit: Biegefestigkeit über 300 MPa, geeignet für Umgebungen mit hohen Vibrationen

• Ausgezeichnete thermische Stabilität: Behält die Leistung nach 1000 Thermoschockzyklen von –65°C bis 150°C bei

• Gute Oberflächenqualität: Geringe Oberflächenrauheit und hohe Ebenheit unterstützen die Präzisionsmontage

Allgemeine Spezifikationen

Anwendungsbereiche

• Luft- und Raumfahrt & Verteidigung
  Geeignet für Avionik, Radarsysteme und strukturelle Wärmemanagementkomponenten, bei denen Gewichtsreduzierung und thermische Zuverlässigkeit entscheidend sind

• Neufahrzeuge
  Eingesetzt in Leistungsmodulen, Wechselrichtern und Batteriewärmemanagementsystemen zur Verbesserung der Effizienz und Haltbarkeit

• Rechenzentren & Hochleistungsrechnen
  Verwendet in Hochleistungsprozessoren und Kühlmodulen, die eine effiziente Wärmeableitung bei reduzierter struktureller Belastung erfordern

Anpassung & Verarbeitung

Diamant-Aluminium-Verbundwerkstoffe können in Bezug auf Dicke, Wärmeleitfähigkeit und CTE an spezifische Anwendungsanforderungen angepasst werden. Präzisionsbearbeitung und Oberflächenveredelung werden unterstützt, um die Kompatibilität mit fortschrittlichen Verpackungs- und Montageprozessen zu gewährleisten.

FAQ

1: Warum Diamant-Aluminium-Verbundwerkstoffe anstelle von thermischen Materialien auf Kupferbasis wählen?

Diamant-Aluminium-Verbundwerkstoffe bieten eine hohe Wärmeleitfähigkeit (>600 W/m·K) und gleichzeitig eine viel geringere Dichte (~3,0 g/cm³) im Vergleich zu Materialien auf Kupferbasis. Dies macht sie besonders geeignet für gewichtsempfindliche Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigungssysteme und Elektrofahrzeuge, bei denen eine effiziente Wärmeableitung und eine Reduzierung des Strukturgehalts von entscheidender Bedeutung sind.

2: Wie wirkt sich der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient auf elektronische Anwendungen aus?

Mit einem CTE unter 6,5 ppm/K stimmen Diamant-Aluminium-Verbundwerkstoffe eng mit der Wärmeausdehnung von Halbleiterchips und Keramiksubstraten überein. Dies reduziert thermische Spannungen, Verformungen und Ermüdung an Löt- oder Bindungsschnittstellen und verbessert die Zuverlässigkeit unter Temperaturwechsel- und Vibrationsbedingungen.

3: Ist der Diamant-Aluminium-Verbundwerkstoff unter Thermoschock- und Vibrationsumgebungen zuverlässig?

Ja. Das Material behält seine stabile Leistung nach 1000 Thermoschockzyklen von –65°C bis 150°C bei, mit weniger als 5% Degradation der Eigenschaften. In Kombination mit seiner hohen mechanischen Festigkeit (>300 MPa) und der starren Aluminiummatrix eignet es sich gut für Umgebungen mit hohen Vibrationen und rauen thermischen Bedingungen, die häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und in neuen Energiesystemen zu finden sind.