কিভাবে একটি কপার-টংস্টেন (CuW) যৌগিক প্ল্যাটেনের তাপীয় ডিফিউসিভিটি সলিড কপারের সাথে তুলনা করে?

সলিড কপার একটি তাপীয় সুপারহাইওয়ে, তবে উত্তপ্ত হলে এটি একটি কনসার্টিনের মতো প্রসারিত হয়। একটি নির্ভুল মাল্টি-স্তর প্ল্যাটেনে, এই প্রসারণ এটিকে প্রতিবেশী সিরামিক বা সিলিকন উপাদানগুলি থেকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে। কপার-টাংস্টেন (CuW) একটি ইঞ্জিনিয়ারড কম্পোজিট যা নরম, পরিবাহী তামার মধ্যে শক্ত, কম-প্রসারণ টংস্টেন কণাগুলিকে এম্বেড করে এই বন্য তাপীয় প্রসারণকে নিয়ন্ত্রণ করে। এই মাত্রিক স্থিতিশীলতার জন্য মূল্য প্রদান করা হয় উপাদানের দ্রুত তাপ ছড়ানোর ক্ষমতা সামান্য হ্রাস করে।

থার্মাল ডিফিউসিভিটি ফান্ডামেন্টাল

থার্মাল ডিফিউসিভিটি, যে গতিতে একটি উপাদানের মাধ্যমে তাপ ছড়ায়, তা হল প্লেটেন ডিজাইনের গুরুত্বপূর্ণ মেট্রিক। খাঁটি তামা অত্যন্ত উচ্চ তাপীয় ডিফিউসিভিটি প্রদর্শন করে, প্রায় 115 মিমি²/সেকেন্ড, এটি তাপ বিতরণে ব্যতিক্রমীভাবে দ্রুত করে তোলে। একটি CuW কম্পোজিটে, সাধারণত 20% থেকে 40% টংস্টেন ভলিউম দ্বারা, ডিফিউসিভিটি আনুপাতিকভাবে কম-সম্ভবত 70-90 mm²/s-কারণ টাংস্টেন তামার চেয়ে কম কার্যকরভাবে তাপ সঞ্চালন করে এবং যৌগের ভর বাড়ায়।

টাংস্টেন একটি তাপীয় এবং যান্ত্রিক নোঙ্গর হিসাবে কাজ করে, তামার বন্য প্রসারণকে ধীর করে দেয় এবং এর তাপীয় স্প্রিন্টকে কিছুটা স্যাঁতসেঁতে করে, কার্যকর তাপ বিস্তারের জন্য যথেষ্ট পরিবাহিতা সংরক্ষণ করে।

তাপ সম্প্রসারণ এবং মাত্রিক সম্প্রীতির সহগ

একটি CuW কম্পোজিটের প্রাথমিক সুবিধাটি তাপীয় সম্প্রসারণ (CTE) এর টিউনেবল সহগ এর মধ্যে রয়েছে। CuW CTE ~6.5 এবং ~9.0 ×10⁻⁶/ ডিগ্রির মধ্যে ইঞ্জিনিয়ার করা যেতে পারে, বিশুদ্ধ তামার ~17 ×10⁻⁶/ ডিগ্রির তুলনায়। এই উপযোগী সম্প্রসারণ যৌগিক প্ল্যাটেনকে সিলিকন ওয়েফার বা সিরামিক সাবস্ট্রেটের মতো সূক্ষ্ম উপাদানগুলির CTE-এর সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে।

উত্পাদন সাধারণত গলিত তামা দিয়ে একটি ছিদ্রযুক্ত টংস্টেন কঙ্কালের অনুপ্রবেশের মাধ্যমে সম্পন্ন হয়, একটি ধাতব বন্ধন তৈরি করে যা তামার তাপ পরিবাহীকে টাংস্টেনের মাত্রিক স্থিতিশীলতার সাথে একত্রিত করে। তাই কম্পোজিট হল উচ্চ-শক্তির সেমিকন্ডাক্টর হিট স্প্রেডারের জন্য পছন্দের উপাদান এবং নির্দিষ্ট বিশেষায়িত হিটিং প্ল্যাটেন যেখানে নিখুঁত CTE ম্যাচিং অ-আলোচনাযোগ্য নয়। প্রকৌশলীরা নিখুঁত মাত্রিক সামঞ্জস্যের জন্য তামার কিছু তাপীয় স্প্রিন্টের ব্যবসা করেন।

CuW কম্পোজিট বনাম কপার প্লেটেন তাপীয় ডিফিউসিভিটি

CuW যৌগিক বনাম তামা প্ল্যাটেন তাপীয় ডিফিউসিভিটির তুলনা একটি ক্লাসিক ধাতুবিদ্যার আপস প্রদর্শন করে:

কঠিন তামা:উচ্চ তাপীয় বিচ্ছুরণতা (~115 mm²/s), উচ্চ CTE (~17 ×10⁻⁶/ ডিগ্রি), দ্রুত তাপ বিস্তার, সিরামিক এবং সিলিকনের সাথে দুর্বল মাত্রার মিল।

CuW কম্পোজিট:মাঝারি তাপীয় বিচ্ছুরণতা (~70–90 mm²/s), কম এবং উপযোগী CTE (~6.5–9.0 ×10⁻⁶/ ডিগ্রি), সামান্য ধীর তাপ বিস্তার, সংবেদনশীল পদার্থের সাথে চমৎকার মাত্রার মিল।

টাংস্টেন বিষয়বস্তু একটি তাপীয় এবং যান্ত্রিক উভয় স্টেবিলাইজার হিসাবে কাজ করে, যাতে উচ্চ-তাপমাত্রা সাইকেল চালানোর অধীনে প্লেটেন সমতল এবং অনুমানযোগ্য থাকে, যদিও চাহিদার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পর্যাপ্ত তাপীয় কর্মক্ষমতা প্রদান করে।

উপসংহার

কিউডব্লিউ কম্পোজিট প্লেটেন হল ধাতুবিদ্যার সমঝোতার একটি মাস্টারপিস। এটি টংস্টেনের অবিচ্ছিন্ন মাত্রিক স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য তামার দ্রুত তাপীয় বিচ্ছুরণের কিছু উৎসর্গ করে, সংবেদনশীল স্তরগুলির জন্য একটি সুরেলা তাপীয় প্ল্যাটফর্ম তৈরি করে। নির্ভুল গরম করার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, সর্বোত্তম কার্যক্ষমতা সর্বদা সর্বাধিক গতির বিষয়ে নয়-এটি কাজের অংশের তাপীয় এবং যান্ত্রিক প্রয়োজনীয়তার সাথে পুরোপুরি মিলিত হওয়া সম্পর্কে।