U doba brzog tehnološkog razvoja, performanse elektroničke opreme i dalje se poboljšavaju. Od dnevnih uredskih računala do velikih poslužitelja u podatkovnim centrima do vrhunske računalne opreme za umjetnu inteligenciju, toplina generirana njihovim unutarnjim elektroničkim komponentama velikom brzinom i dalje raste. Raspršivanje topline postalo je ključni čimbenik u osiguravanju stabilnog rada opreme, proširenja radnog vijeka i poboljšanju performansi. Među mnogim otopinama za raspršivanje topline, vodeni sustavi za raspršivanje topline vode u vodnoj boji ističu se svojim učinkovitim mogućnostima rasipanja topline. Kao jedna od glavnih komponenti sustava raspršivanja topline hlađenih u vodi, izbor materijala za vodena hladnjaka zagrijava Školjke igraju odlučujuću ulogu u izvedbi rasipanja topline. Trenutno, ljuske za hlađenje vode visoke gustoće, ljuljačke školjke postavljaju materijalnu revoluciju, otvarajući nove staze za učinkovito rasipanje topline.
1. Ograničenja i izazovi tradicionalnih materijala
U prošlosti je odabir materijala tradicionalnih školjki za hlađenje vode bio relativno ograničen. Uobičajenim materijalima često je teško postići idealnu ravnotežu u smislu toplinske vodljivosti, troškova i trajnosti. Iako neki tradicionalni materijali imaju niske troškove, oni imaju slabu toplinsku vodljivost, što rezultira blokiranjem topline tijekom procesa prijenosa i ne može se brzo prenijeti iz izvora topline na površinu radijatora, što utječe na ukupnu učinkovitost raspršivanja topline. Na primjer, iako neke plastične školjke radijatora imaju određenu izolaciju i laganu težinu, njihova je toplinska vodljivost mnogo niža od one metalnih materijala, što u velikoj mjeri smanjuje učinak raspršivanja topline.
Neki tradicionalni metalni materijali s relativno dobrom toplinskom vodljivošću suočeni su s problemom visokih troškova ili velike gustoće. To ne samo da povećava troškove proizvodnje proizvoda, već može donijeti i dodatni teret opremi u praktičnim primjenama, ograničavajući njegovu primjenu u nekim područjima koja su osjetljiva na težinu i troškove. Pored toga, tradicionalni materijali također su osjetljivi na okolišne čimbenike kao što su oksidacija i korozija tijekom dugoročne uporabe, što dovodi do pada materijalnih performansi i dodatno slabi učinak disipacije topline. Ova ograničenja čine tradicionalne ljuske za hlađenje vode koje nisu u stanju nositi se s rastućom potražnjom za toplinskom rasipanjem elektroničke opreme.
2. Pojavljuju se metalni materijali visoke performanse
Člaje hladnjaka visoke gustoće hladnjaka prve su razbile okove tradicionalnih materijala i pokrenule materijalnu revoluciju. Metalni materijali visokih performansi kao što su bakar, aluminij i njihove legure postali su glavna sila ove revolucije.
Bakar, kao metal s izvrsnom toplinskom vodljivošću, svrstava se među najbolje zajedničke metale. Može brzo apsorbirati toplinu koju stvara izvor topline i provesti toplinu na površinu radijatora vrlo brzom brzinom. To je poput super sportskog automobila na autocesti, koji u kratkom vremenu može brzo prenijeti veliku količinu topline. Svojom izvrsnom toplinskom vodljivošću, bakar se široko koristi u vrhunskim ljuskama hlađenja vode. Međutim, bakar ima i neke nedostatke, poput velike gustoće i relativno visokih troškova.
Aluminij i njegove legure zauzimaju važan položaj u području materijala za raspršivanje topline s njihovim jedinstvenim prednostima. Aluminij ima nisku gustoću, zbog čega je ljuska za hlađenje vode napravljena od aluminija, a njegove legure imaju očite prednosti u težini, posebno pogodno za opremu s visokim potrebama za težinom, poput prijenosnih računala, mobilnih radnih stanica itd. U isto vrijeme, troškovi aluminija i njegovih legura relativno su niski, s dobrim troškovima. Što je još važnije, aluminij i njegove legure imaju dobru toplinsku vodljivost, mogu učinkovito provoditi toplinu i pružiti pouzdano jamstvo rasipanja topline za opremu. U praktičnim primjenama, aluminij i njegove legure dodatno su optimizirali svoje performanse kroz razumne formule legura i tehnologiju obrade, tako da mogu igrati veću ulogu u području disipacije topline.
Primjena ovih metalnih materijala visokih performansi postavila je solidan temelj za poboljšanje performansi disipacije topline od strane ljuske hlađenja visoke gustoće vode. Oni mogu brzo apsorbirati toplinu iz izvora topline i provesti je na površinu radijatora, stvarajući povoljne uvjete za naknadni postupak rasipanja topline.
3. Tehnologija nano premaza: skok u učinkovitosti disipacije topline materijala
Kako bi dodatno dodirnuli potencijal raspršivanja topline, neki su proizvođači uložili puno energije istraživanja i razvoja u površinsku obradu materijala, a nastala je tehnologija nano premaza. Ova se tehnologija može nazvati "majstorom" za poboljšanje performansi raspršivanja topline materijala, a donijela je kvalitativni skok u performansama raspršivanja topline u ljuskama hlađenja visoke gustoće vode.
Načelo tehnologije nano premaza je da se površinom materijala prekrivajući posebnim nano premazom, površina materijala uvelike povećava. S mikroskopskog stajališta, nano premaz je poput rasta bezbrojnih sitnih "pipka" na površini materijala. Iako je te "pipke" teško otkriti golim okom, imaju ogromnu površinu, koja uvelike proširuje područje kontakta između materijala i vanjskog zraka ili rashladne tekućine. Prema relevantnim podacima o istraživanju, površina raspršivanja topline na površini materijala tretirana nano premazom može se povećati nekoliko puta ili čak desetak puta.
Ovo značajno povećanje površine donosi niz pozitivnih učinaka. Prvo, u isto vrijeme, više topline može se raspršiti kroz površinu materijala, a učinkovitost izmjene topline značajno se poboljšava. To je poput širenja izvorno uske ulice u široku cestu, a prijenos topline postaje glatkiji i učinkovitiji. Drugo, nano-oblaganje može također poboljšati fizička svojstva površine materijala, poput vlažnosti, dodatno poboljšati kontaktni učinak između rashladne tekućine i površine materijala i poboljšati kapacitet disipacije topline.
Tehnologija nano-prekrivanja postigla je izvanredne rezultate u praktičnoj primjeni. U nekim eksperimentalnim ispitivanjima, učinkovitost disipacije topline u ljusci hlađenja visoke gustoće vode tretirana tehnologijom nano-prekrivanja povećana je za više od 30% u usporedbi s neobrađenom školjkom. U stvarnim scenarijima upotrebe, to znači da elektronička oprema može raditi na nižoj temperaturi, poboljšavajući na taj način stabilnost i pouzdanost opreme i proširujući radni vijek opreme.
Pored toga, tehnologija nano-obloge također ima dobru kompatibilnost i može se kombinirati s raznim materijalima, što dodatno proširuje svoj asortiman primjene. Bilo da se radi o metalnim materijalima poput bakra, aluminija i njegovih legura ili nekih novih kompozitnih materijala, performanse rasipanja topline mogu se poboljšati putem nano-prekrivene tehnologije.
4. Utjecaj i izgledi materijalne revolucije
Materijalna revolucija ljutnje hlađenja visoke gustoće vode nije imala samo dubok utjecaj na sam sustav rasipanja topline na vodeni hlađen, već je igrala i pozitivnu ulogu u promicanju razvoja cijele industrije elektroničke opreme.
Iz perspektive vodenog sustava raspršivanja topline, materijalna revolucija uvelike je poboljšala performanse raspršivanja topline ljuske hlađenja vode, poboljšavajući na taj način učinkovitost cijelog sustava raspršivanja topline. To ne samo da pomaže u zadovoljavanju rastućih potreba za rasipanjem topline trenutnih elektroničkih uređaja, već također pruža veću prostor za poboljšanje performansi budućih elektroničkih uređaja. Na primjer, u podatkovnim centrima, hladnjaka za hlađenje vode pomoću novih materijala i tehnologije nano-prekrivanja mogu se bolje nositi s velikom količinom topline generirane računanjem poslužitelja visoke gustoće, osigurati stabilan rad poslužitelja, smanjiti stopu kvara opreme i poboljšati ukupnu operativnu učinkovitost podatkovnih centara.
Iz perspektive industrije elektroničke opreme, Material Revolution pruža snažnu potporu minijaturizaciji, laganom i visokoj performansi razvoja elektroničke opreme. Poboljšanjem performansi topline materijala, proizvođači elektroničkih oprema mogu integrirati više elektroničkih komponenti visokih performansi u manji prostor, a istovremeno osiguravajući ispunjavanje potreba za raspršivanjem topline. To će pokrenuti elektroničke uređaje koji će se razvijati u lakšoj i učinkovitijem smjeru, udovoljavajući dvostrukim potrebama potrošača za prenosivost i performanse.
Gledajući u budućnost, s kontinuiranim napredovanjem znanosti i tehnologije, imamo razloga vjerovati da će se materijalna revolucija grijaćih školjki visoke gustoće hlađenja vode i dalje razvijati dubinski. S jedne strane, istraživanje i razvoj novih materijala i dalje će se pojavljivati, a mogu se pojaviti i neki materijali s izvrsnim performansama, poput novih kompozitnih materijala na bazi keramike, kompozitnih materijala ugljične nanocjevčice itd. Očekuje se da će ovi materijali postići bolju ravnotežu u toplinskoj vodljivosti, gustoći, troškovima itd., Donoseći nove mogućnosti za razvoj vodenih toplina. S druge strane, tehnologija materijala za površinsku obradu nastavit će se inovirati, nano-prekrivanje tehnologije može se dalje optimizirati i poboljšati, ili se mogu pojaviti neke nove tehnologije površinskog obrade kako bi se dodatno poboljšala performanse disipacije topline.
Ukratko, materijalna revolucija vrućih školjki s hladnjakom visoke gustoće otvorila je novo putovanje učinkovitog rasipanja topline. Nastavit će promovirati razvoj tehnologije raspršivanja topline, ubrizgavajući snažan poticaj u napredak industrije elektroničke opreme i donijeti učinkovitiju i stabilniju elektroničku opremu u naš život i rad. U budućem razvoju znanosti i tehnologije, materijalna revolucija i dalje će igrati važnu ulogu i postati ključna sila za promicanje napretka industrije.
