วัสดุที่พัฒนาด้วยความร้อนที่พัฒนาขึ้นใหม่ถือเป็นสัญญาที่จะใช้ในการเร่งความเร็วและอุตสาหกรรมในอนาคต
การค้นหาการทดแทนที่ปรับขนาดได้สำหรับทองแดงเป็นวัสดุที่นำความร้อนในแอปพลิเคชันการจัดการความร้อนสูงเป็นกระบวนการต่อเนื่องมานานกว่าทศวรรษ ทองแดงยังคงมีประโยชน์ในฐานะตัวนำความร้อน – มัน’S ราคาถูกมีประสิทธิภาพสามารถผลิตได้ในปริมาณมากและสามารถกำหนดรูปแบบสำหรับใช้กับส่วนประกอบขนาดใหญ่ แต่ในบางกรณีเช่น CERN’S Large Hadron Collider (LHC) และการตั้งค่าอุตสาหกรรมเฉพาะอื่น ๆ มีความจำเป็นสำหรับวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำและไม่เพียง แต่สามารถจัดการความร้อนที่รุนแรง แต่ยังมีความดันโครงสร้างที่รุนแรง
นั่นคือเหตุผลที่ Cern มีผ่านสหภาพยุโรปหลายแห่ง-โครงการที่ได้รับการสนับสนุนและด้วยความช่วยเหลือของพันธมิตรอุตสาหกรรม Brevetti Bizz และ Nanoker ได้ทำงานเพื่อหาสิ่งทดแทนที่เหมาะสม งานนี้มีศูนย์กลางอยู่ที่คาร์ไบด์-วัสดุคาร์บอน (CCMS)ซึ่งรวมความแกร่งของคาร์ไบด์เข้ากับความหลากหลายของคาร์บอนทำให้มันเหมาะอย่างยิ่งในฐานะตัวนำความร้อนในสภาวะที่ยากลำบาก
วิธีแก้ปัญหาหนึ่งโมลิบดีนัม-กราไฟท์ (การเล่น)ประสบความสำเร็จในระดับหนึ่งแล้ว มันถูกคิดค้นขึ้นสำหรับแอปพลิเคชันใน CERN’S อัพเกรด Luminosity LHC ซึ่งมีกำหนดจะเริ่มดำเนินการในปี 2030 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Collimators – อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมและรูปร่างลำแสงของอนุภาค
อุปกรณ์เหล่านี้จะต้องทำงานใกล้กับลำแสงอนุภาคมากดังนั้นจึงต้องกระจายความหนาแน่นของพลังงานที่สำคัญ วัสดุที่มีความร้อนที่เหมาะสมและเบา ไม่มีอยู่ในตลาดการค้า
เป้าหมายถูกกำหนดให้ค้นหาวัสดุที่มี: การนำความร้อนสูง (สูงกว่าที่ดีที่สุดสองเท่า “มาตรฐาน” ตัวนำเช่นทองแดง), การนำไฟฟ้าที่ดี, ความหนาแน่นต่ำ, สัมประสิทธิ์ต่ำของการขยายตัวทางความร้อนและคุณสมบัติเชิงกลที่ดี
หลังจากการวิจัยและพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญของ MOGR ทีมที่ CERN สามารถจัดการต้นแบบและจากนั้นอุตสาหกรรมได้ในปี 2020 การก่อสร้าง 15 collimators ที่ติดตั้งด้วย ~300 บล็อกโช้คอัพ สิบสองของ collimators เหล่านี้ถูกใช้อย่างแข็งขันในระหว่างการวิ่งปัจจุบัน 3 ของ LHC ซึ่งเริ่มต้นในปี 2022 และจะสิ้นสุดในปี 2026
คุณสมบัติทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมของ MOGR ทำให้มันน่าดึงดูดมากสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีที่หลากหลาย-ฟิสิกส์พลังงานและ colliders
ฟิลด์ที่มีศักยภาพของการใช้งานสำหรับวัสดุรวมถึงสูง-พลังงานอิเล็กทรอนิกส์, การบินและอวกาศ, ฟิวชั่นและสนามนิวเคลียร์ซึ่งต้องลดการขยายตัวทางความร้อนและความหนาแน่นต่ำพร้อมกับการนำความร้อนสูงและความต้านทานการกระแทกด้วยความร้อน
อย่างไรก็ตามการใช้ MOGR อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมและศูนย์วิจัยได้ถูกขัดขวางโดยต้นทุนการผลิตที่สูงและขนาดที่ จำกัด ของบล็อกที่สามารถผลิตได้
เมื่อเปรียบเทียบตัวนำความร้อนที่ดีทองแดงความบริสุทธิ์สูงมีค่าใช้จ่ายต่อหน่วยปริมาตรรอบ ๆ €0.15 ต่อซม.3, กราไฟท์ isotropic ซึ่งมีน้ำหนักเบา แต่นำไฟฟ้าน้อยกว่ามีค่าใช้จ่ายมากกว่า 10 เท่าและ MOGR ยังคงเบาและนำไฟฟ้ามากขึ้นมีค่าใช้จ่ายมากกว่าทองแดงประมาณ 100 เท่า
อะไร’ยิ่งไปกว่านั้นขนาดสูงสุดของส่วน CCM ที่เป็นไปได้ที่จะผลิตได้ถูก จำกัด ไว้ที่ 400 ซม.3- ในที่สุดกระบวนการผลิตของ CCM ดังกล่าวคือการใช้พลังงานซึ่งต้องการพลังงานของเครื่องจักรสูงในการเข้าถึงอุณหภูมิการเผาที่ต้องการซึ่งสูงกว่า 2,600 °C. ด้วยเหตุผลเหล่านี้ในปัจจุบันการประยุกต์ใช้ CCMs สามารถ จำกัด ได้สูงมาก-แอปพลิเคชั่นสิ้นสุดซึ่งต้นทุนวัสดุเป็นเรื่องรองเกี่ยวกับประสิทธิภาพ