새로 개발 된 열 전도성 재료
높은 열 관리 응용 분야에서 열 전도성 재료로서 구리에 대한 확장 가능한 대체를 찾는 것은 10 년 넘게 진행중인 과정이었다. 구리는 여전히 열 도체로 유용합니다 – 그것’저렴하고 효과적이며 대량으로 생산할 수 있으며 대형 구성 요소에서 사용하기 위해 형성 될 수 있습니다. 그러나 어떤 경우에는 CERN과 같은 경우’큰 Hadron Collider (LHC) 그리고 다른 특정 산업 환경에서는 밀도가 낮고 극한 열뿐만 아니라 극도의 구조적 압력을 관리 할 수있는 재료가 필요합니다.
이것이 Cern이 다양한 EU를 통해 가지고있는 이유입니다-자금 지원 프로젝트와 산업 파트너의 도움으로 Brevetti Bizz와 Nanoker는 적절한 대체품을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 이 작업은 탄소를 중심으로했습니다-탄소 재료 (CCMS)카바이드의 강인성을 탄소의 다양성과 결합하여 힘든 조건에서 열 도체로 이상적입니다.
하나의 솔루션, 몰리브덴-석묵 (mogr), 이미 어느 정도 성공했습니다. 처음에는 CERN에 적용하기 위해 고안되었습니다’s 고도로 LHC를 업그레이드했습니다. Collimators의 일환으로 2030 년에 운영을 시작할 예정입니다. – 입자의 빔을 제어하고 형성하는 데 사용되는 장치.
이 장치는 입자 빔에 매우 가깝게 작동해야하므로 상당한 전력 밀도를 소산해야합니다. 적합하고 광 열 전도성 재료 상업 시장에는 존재하지 않았습니다.
목표는 다음과 같은 재료를 찾기 위해 설정되었습니다. (최고보다 두 배나 높습니다 “기준” 도체, 즉 구리), 우수한 전기 전도도, 저밀도, 낮은 열 팽창 계수 및 우수한 기계적 특성.
MOGR의 상당한 연구 및 개발 후 CERN 팀은 재료를 프로토 타입으로 만들었고 2020 년에 장착 된 15 개의 콜리 미터의 건설을 허용했습니다. ~300 개의 MOGR 흡수기 블록. 2022 년에 시작하여 2026 년에 끝날 예정인 LHC의 현재 실행 3 에서이 콜리메이터 중 12 개가 적극적으로 사용되고 있습니다.
MOGR의 탁월한 열 물리학 적 특성은 다양한 산업 및 기술 응용 분야에 매우 매력적입니다.-에너지 물리 및 콜라이드.
재료에 대한 적용의 잠재적 인 필드에는 높은가 포함됩니다-전력 전도도, 융합 및 핵장은 높은 열전도율 및 열전 충격 저항과 함께 열 팽창 감소 및 저밀도가 필요합니다.
그러나 산업 및 연구 센터에서 MOGR의 광범위한 사용은 지금까지 높은 생산 비용과 생산할 수있는 블록의 제한된 규모로 인해 방해가되었습니다.
우수한 열 도체를 비교할 때 고순도 구리는 주변의 단위량 당 비용 을가집니다. €cm 당 0.153, 가볍지 만 전도성이 적은 등방성 흑연은 약 10 배 더 많은 비용이 들며, 가볍고 전도성이 가벼우 며 구리보다 약 100 배 더 비쌉니다.
무엇’s 더, 생산할 수있는 CCM 부품의 최대 크기는 400cm로 제한되었습니다.3. 마지막으로, 이러한 CCM의 생산 공정은 에너지 소비이며, 필요한 소결 온도에 도달하기 위해 높은 기계 전력이 필요합니다. °C. 이러한 이유로 현재 CCM의 적용은 매우 높은 것으로 제한 될 수 있습니다.-자재 비용이 성능과 관련하여 부차적 인 최종 응용 프로그램.