সদ্য বিকশিত তাপীয় পরিচালন উপাদানগুলি ভবিষ্যতের ত্বরণকারী এবং শিল্পে ব্যবহারের প্রতিশ্রুতি রাখে
উচ্চ তাপীয় পরিচালন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাপীয় পরিচালন উপাদান হিসাবে তামাটির জন্য স্কেলযোগ্য প্রতিস্থাপনের জন্য অনুসন্ধান এক দশকেরও বেশি সময় ধরে চলমান প্রক্রিয়া হয়ে দাঁড়িয়েছে। তামা এখনও তাপীয় কন্ডাক্টর হিসাবে কার্যকর – এটা’এস সস্তা, কার্যকর, প্রচুর পরিমাণে উত্পাদিত হতে পারে এবং বড় উপাদানগুলিতে ব্যবহারের জন্য আকার দেওয়া যেতে পারে। তবে কিছু ক্ষেত্রে যেমন সের্ন’এস লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (এলএইচসি) এবং অন্যান্য নির্দিষ্ট শিল্প সেটিংস, এমন একটি উপাদানগুলির প্রয়োজন রয়েছে যা কম ঘনত্বের অধিকারী এবং কেবল চরম তাপই নয়, চরম কাঠামোগত চাপও পরিচালনা করতে পারে।
এজন্য বিভিন্ন ইইউর মাধ্যমে সের্ন রয়েছে-অর্থায়িত প্রকল্পগুলি এবং শিল্প অংশীদারদের সহায়তায় ব্রেভিটি বিজ এবং ন্যানোকার, উপযুক্ত প্রতিস্থাপন সন্ধানের জন্য কাজ করছে। কাজটি কার্বাইডকে কেন্দ্র করে-কার্বন উপকরণ (সিসিএমএস), যা কার্বাইডগুলির দৃness ়তার সাথে কার্বনের বহুমুখীতার সাথে একত্রিত করে, তাদেরকে শক্ত পরিস্থিতিতে তাপীয় কন্ডাক্টর হিসাবে আদর্শ করে তোলে।
একটি সমাধান, মলিবডেনাম-গ্রাফাইট (মোগর), ইতিমধ্যে কিছুটা সফল হয়েছে। এটি প্রাথমিকভাবে সিআরএন -এ আবেদনের জন্য তৈরি করা হয়েছিল’এস আপগ্রেড করা হাই লুমিনোসিটি এলএইচসি, যা কলিমেটরগুলির অংশ হিসাবে 2030 সালে অপারেশন শুরু করার কথা রয়েছে – ডিভাইসগুলি কণার মরীচি নিয়ন্ত্রণ এবং আকার দিতে ব্যবহৃত হয়।
এই ডিভাইসগুলি অবশ্যই কণা বিমের খুব কাছাকাছি কাজ করতে হবে এবং তাই উল্লেখযোগ্য শক্তি ঘনত্বগুলি বিলুপ্ত করতে হবে। একটি উপযুক্ত এবং হালকা তাপীয় পরিচালনা উপাদান বাণিজ্যিক বাজারে বিদ্যমান ছিল না।
লক্ষ্যটি এমন একটি উপাদান সন্ধান করার জন্য সেট করা হয়েছিল: উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা (সেরা চেয়ে দ্বিগুণ উচ্চতর “স্ট্যান্ডার্ড” কন্ডাক্টর, অর্থাত্ তামা), ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, কম ঘনত্ব, তাপীয় প্রসারণের কম সহগ এবং ভাল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য।
এমওগ্রির উল্লেখযোগ্য গবেষণা এবং বিকাশের পরে, সিইআরএন -এর দলগুলি প্রোটোটাইপ এবং তারপরে উপাদানটিকে শিল্পায়ন করতে সক্ষম হয়েছিল, ২০২০ সালে সজ্জিত ১৫ টি কলিমেটর নির্মাণের অনুমতি দেয় ~300 মোগ্রা শোষণকারী ব্লক। এই কলিমেটরগুলির মধ্যে বারোটি সক্রিয়ভাবে এলএইচসির বর্তমান রান 3 চলাকালীন ব্যবহার করা হচ্ছে, যা 2022 সালে শুরু হয়েছিল এবং 2026 সালে শেষ হবে।
মোগ্রারের দুর্দান্ত থার্মোফিজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে উচ্চতর ছাড়িয়ে বেশ কয়েকটি শিল্প ও প্রযুক্তিগত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য খুব আকর্ষণীয় করে তোলে-শক্তি পদার্থবিজ্ঞান এবং সংঘর্ষকারী।
উপাদানের জন্য প্রয়োগের সম্ভাব্য ক্ষেত্রগুলি উচ্চ অন্তর্ভুক্ত-পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, মহাকাশ, ফিউশন এবং পারমাণবিক ক্ষেত্রগুলি, যেখানে উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা এবং তাপীয় শক প্রতিরোধের পাশাপাশি তাপীয় প্রসারণ এবং কম ঘনত্ব হ্রাস করা প্রয়োজন।
তবে শিল্প ও গবেষণা কেন্দ্রগুলিতে এমওগ্রির বিস্তৃত ব্যবহার এখন পর্যন্ত এর উচ্চ উত্পাদন ব্যয় এবং উত্পাদিত ব্লকগুলির সীমিত আকারের দ্বারা বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে।
ভাল তাপীয় কন্ডাক্টরের তুলনা করার সময়, উচ্চ বিশুদ্ধতা তামার চারপাশে প্রতি ইউনিট ভলিউম ব্যয় হয় €প্রতি সেমি 0.153, আইসোট্রপিক গ্রাফাইট, যা হালকা তবে কম পরিবাহী, প্রায় 10 গুণ বেশি ব্যয় করে এবং মোগ্রা, হালকা এবং আরও পরিবাহী, তামা থেকে প্রায় 100 গুণ বেশি ব্যয় করে।
কি’এস আরও, সিসিএম অংশের সর্বাধিক আকার যা উত্পাদন করা সম্ভব হয়েছে তা 400 সেমি পর্যন্ত সীমাবদ্ধ ছিল3। অবশেষে, এই জাতীয় সিসিএমের উত্পাদন প্রক্রিয়াটি শক্তি গ্রহণযোগ্য, প্রয়োজনীয় সিন্টারিং তাপমাত্রায় পৌঁছানোর জন্য উচ্চ মেশিন পাওয়ারের প্রয়োজন, যা 2600 এর উপরে °সি। এই কারণে, বর্তমানে সিসিএমএসের প্রয়োগ কেবল খুব উচ্চের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকতে পারে-শেষ অ্যাপ্লিকেশনগুলি, যেখানে পারফরম্যান্সের ক্ষেত্রে উপাদান ব্যয় গৌণ।