Какая у меди теплопроводность: Свойства меди: плотность, теплоемкость, теплопроводность
Содержание
Алмаз и медь спасут электронику от перегрева
Перегрев электронных устройств является давней головной болью инженеров и конструкторов. Какие только способы охлаждения ни придумывали люди – вентиляторы, водяные помпы, распыляющая ионизированный газ воздушная пушка. Но все это скоро останется в прошлом: американский физики изобрели новый композитный материал, теплоемкость которого в 100 раз больше используемой сейчас в электронике меди.
Алмаз и медь спасут электронику от перегрева
«Во многих областях электроники мы сталкиваемся с одной и той же проблемой: очень сложно быстро отвести из устройств излишки тепла. Это понижает надежность электроники и уменьшает срок ее жизни, — говорит автор исследования Джейсон Нэдлер. – По мере того как будет расти энергопотребление техники, проблема вывода излишнего тепла начнет выходить на первый план, пока не станет важнее производительности».
Проект по созданию нового теплопроводящего материала продолжался более четырех лет.
Методом перебора разработчики из Института технологических исследований Джорджии остановились на сложном композитном соединении двух самых теплоемких материалов в мире – алмаза и меди. Наносвойства такого симбиоза оказались на два порядка выше, чем у чистых материалов.
Читайте также «Закон Мура не устоял перед прогрессом»
Теплопроводность чистой меди составляет 380-390 Ватт/(метр×Кельвин), а аналогичный показатель для алмаза — от 1000 до 2600, в зависимости от чистоты кристаллов. Конструкторам давно было понятно, что параметров первого материала уже недостаточно, а цена второго не позволяет даже думать о его использовании.
Алмаз и медь спасут электронику от перегрева
Решение нашлось во взаимодействии этих двух веществ – полученный композит имеет показатель от 2000 до 3000 Ватт/(метр×Кельвин)
Процесс создания был непрост – алмаз и медь обладают не только разными физическими свойствами, но и не взаимодействуют на химическом уровне.
Эта разница приводит к тому, что при нагревании между поверхностями материалов всегда образуется пустое пространство.
«Потребовалось найти новый способ изменять решетчатую структуру полученного композита из алмаза и меди, как на наноуровне, так и на микроуровне, — рассказывает Джейсон Нэдлер. – В результате мы получили такую решетку, которая напоминает скопление крошечных пузырьков, и они взаимодействуют между собой надлежащим образом».
Структура композитного материала такова, что он как бы высасывает тепло из прилегающего пространства. Инженеры Института технологических исследований сравнивают его с губкой, которая может поглотить всю окружающую ее воду. Это открывает перед новинкой новые возможности – использование в тех случаях, когда нет прямого соприкосновения с нагреваемой поверхностью.
Несмотря на высокие показатели полученного материала, разработчики уверены, что это не предел. Они считают, что коэффициент теплопроводности может оказаться как минимум в десять раз выше, если научиться создавать композит в идеально стерильных условиях, где исключено попадание примесей.
Композит алмаз-медь может быть использован не только в электронике, но и для отвода тепла от участков механического трения, и даже для охлаждения человеческого тела. Несколько участников проекта уже представили концепцию верхней одежды, которая поможет людям легче переносить жару.
Читайте также на «Правде.Ру»
Автор Павел Урушев
Павел Урушев— редактор отдела науки интернет медиахолднга Правда.Ру
Теплопроводность меди можно повысить с помощью графена
Роман Галиброда
2014-04-25 03:05
(0)
Группа ученых из Великобритании и США в ходе исследований свойств меди сделала вывод, что теплопроводность этого материала можно повысить с помощью тонкого слоя графена. В своей работе физики использовали медные пленки с синтезированным на их поверхности графеном по технологии химического осаждения вещества из газообразного состояния. Для объективности результатов наблюдений замеры показателей теплопроводности дополнялись оптическими спектральными исследованиями и анализом изображений со сканирующего микроскопа.
Открытый в 2004 году графен из-за своих уникальных свойств в будущем может стать крайне полезен для массового производства различных электронных устройств, в том числе и транзисторов. Экспериментальные модели этих миниатюрных деталей по скорости работы превосходят широко распространенные сегодня кремниевые аналоги. Графен сам по себе имеет очень высокую теплопроводность, которая даже выше, чем у алмаза. Когда графен наносится на подложку, показатели его теплопроводности несколько снижаются из-за рассеяния фононов — переносящих тепло квантов колебаний кристаллической решетки. Именно поэтому результаты последней работы англо-американских ученых, которые говорят о том, что графен все-таки может увеличивать теплопроводность подложки, стали неожиданными.
Опыты физиков показали, что образующаяся графеновая пленка на поверхности медного образца при воздействии высокой температуры приводит к увеличению зерен меди, то есть улучшается проходимость фононов. В других же образцах меди, которые также нагревались до высокой температуры, но на них не формировались пленки графена, зерна кристаллической решетки оказались гораздо меньше.
Сегодня медь активно используется в электронике для отвода и рассеивания тепла, а в сочетании с графеновым напылением решить проблему перегрева компонентов различных устройств будет гораздо проще. Ученые отметили, что в своей работе они использовали довольно толстые медные образцы, поэтому следующие эксперименты планируется проводить уже с нанометровыми медными пленками. Теория, объясняющая взаимодействие теплопроводности и размеров зерен меди уже разработана, и в будущем планируется ее проверить экспериментально.
Видео
Физика воздуха. Сжимаемость воздуха.
2020-05-23
Что такое электричество? | ПРОСТО ФИЗИКА с Алексеем Иванченко
2020-05-23
Курс подготовки к ЕГЭ. Физика. Урок №1 Кинематика равномерного движения
2018-12-22
Батавские слезки — опыты
2017-12-15
Тепловой рычаг — физические опыты
2017-12-15
Секрет ЖК-монитора — поляризационная пленка
2017-12-15
ЛАЗЕР В ВОДЕ — физические опыты
2017-12-15
ЭЛЕКТРОХРОМНАЯ ПЛЕНКА с токопроводящим слоем и жидкокристаллической основой
2017-12-15
Урок из космоса.
Физика невесомости2017-12-12
Абсолютный ноль — погоня за абсолютным нулём
2017-12-12
Физика невесомостиТеплопроводность меди | Химические свойства меди
Введение
Большинство из нас знает, что элементы классифицируются либо как металлы, либо как неметаллы. Внешний вид металлов позволяет их легко обнаружить, поскольку большинство из них блестящие, блестящие, податливые, пластичные и твердые по своей природе. С другой стороны, неметаллы хрупки, не податливы и не пластичны.
В настоящее время у нас есть периодическая таблица, в которой металлы расположены слева, а неметаллы — справа. В таблице есть воображаемая строка, в которой элементы проявляют свойства как металлов, так и неметаллов, и все вместе они называются металлоидами.
Одним из самых известных металлов, который является частью нашей жизни и известен нам, является медь, поскольку она известна человечеству на протяжении тысячелетий. Медь имеет красновато-коричневый цвет, по которому ее легче отличить от других.
Содержание
- Химические свойства меди
- Теплопроводность меди
Химические свойства меди
Медь, как и другие металлы, образует оксиды меди при контакте с воздухом. Это означает, что происходит реакция между кислородом, присутствующим в воздухе, и медью. Это не похоже на образование ржавчины, которая происходит на таких металлах, как железо, и на самом деле образует защитный слой, который защищает металл.
Существует распространенное заблуждение, что медь будет вступать в реакцию при контакте с водой, а реальной причиной этого является присутствие кислорода. Реальным примером может служить Статуя Свободы, которая построена из меди в чистом виде и выглядит зеленоватой из-за химических реакций
.
При воздействии различных видов сульфидов образуются сульфиды меди, которые обесцвечивают металлическую медь.
Теплопроводность меди
| Материал | Теплопроводность (кал/сек)/(см² Кл/см) | Теплопроводность (Вт/м·К)* |
| Медь | 0,99 | 385,0 |
Медь известна как хороший проводник электричества и тепла.
Это происходит потому, что делокализованные электроны, лежащие внутри твердой решетки металлов, имеют возможность свободно перемещаться в своей решетке. Они будут действовать как переносчики тепла и электрического заряда от одного конца к другому и превращать металлы в хорошие проводники.
С повышением температуры теплопроводность также имеет тенденцию к снижению. Это связано с тем, что движение свободных электронов блокируется из-за высокотемпературных колебаний ядра ионов металлов. Например, если мы возьмем медный стержень и нагреем его с помощью горелки, атомы, лежащие в этой части стержня, будут вибрировать и рассеивать тепло по стержню.
Из приведенного выше обсуждения вы должны были понять, почему медь считается одним из лучших проводников, доступных на планете, и это единственная причина, по которой люди во всем мире используют ее для удовлетворения своих потребностей в мощности и энергии.
Оставайтесь с нами с BYJU’S , чтобы узнать больше интересных тем по химии.
Кроме того, получите различные увлекательные и интерактивные видеоуроки, чтобы учиться более эффективно.
Медный сплав 110 по теплопроводности
Медный сплав 110 имеет вторую по величине электропроводность среди всех металлов. Если вам интересно, какой металл находится наверху, то это серебро, но вы не найдете серебряную проводку в электрических приложениях. В дополнение к тому, что серебро значительно дороже, ему не хватает других желательных качеств меди, таких как пластичность и ковкость. Таким образом, для большинства приложений, требующих электрической и теплопроводности, медь является оптимальным вариантом.
Если вам нужен медный сплав 110, вы можете просмотреть наши запасы здесь.
Медный сплав 110 и теплопроводность
Высокая теплопроводность меди — это то, что отличает ее от других металлов, и при сравнении всех медных сплавов сплав 110 имеет наибольшую теплопроводность. Неудивительно, что этот сплав (также известный как Electric Tough Pitch (ETP)) продолжает оставаться самым популярным товаром на рынке меди.
Как и следовало ожидать, сплавы с более высокой теплопроводностью также будут иметь более высокую электропроводность. А сплавы с более низкой теплопроводностью также имеют более низкую электропроводность. Эта взаимосвязь внутри семейств сплавов упрощает измерение электропроводности сплава для определения его относительной теплопроводности. Это полезное упражнение, потому что теплопроводность сложнее измерить.
Для передачи электроэнергии и межсоединений обычно требуется медь с не менее 85% IACS (Международный стандарт отожженной меди). И как один из самых прочных сплавов для меди, сплав 110 имеет 101% IACS. Легко понять, почему сплав 110 является лучшим типом медного сплава для теплопроводности и идеально подходит для электрических и тепловых применений.
Дополнительные свойства меди 110
Благодаря своей теплопроводности сплав 110 используется в самых разных областях. Но он также выделяется другими полезными свойствами, такими как коррозионная стойкость, высокая пластичность, ковкость и общий привлекательный внешний вид.
Высокая проводимость сплава 110 делает его выбором номер один для трансформаторов, распределительных устройств и многих других электрических устройств.
Высокая электропроводность меди дополняет ряд других желательных характеристик, включая то, что она является одним из самых прочных металлических сплавов для металлообработки.
Медь также является противомикробным средством. На протяжении всей истории известны примеры того, как медь помогала очищать воду и лечить различные болезни. Сегодня это свойство делает медь популярным выбором для поверхностей в больницах, поскольку она может помочь уменьшить возможность распространения микробных инфекций.
МЕДНЫЙ СПЛАВ 110 ОТ MEAD METALS
Обладая высокой теплопроводностью и прочностью меди, медный сплав 110 является основой для тепловых применений. Если вы хотите использовать этот надежный материал для своих операций, позвоните в Mead Metals. Наш высококачественный запас меди 110 идеально подходит для сварки, теплопроводности, электрических компонентов и многого другого.
