ڈائمنڈ گرمی کیسے چلاتا ہے؟

ٹکنالوجی کی مستقل ترقی کے ساتھ ، زیادہ سے زیادہ اعلی طاقت والے برقی آلات اور مائیکرو الیکٹرانک اجزاء آہستہ آہستہ ابھر رہے ہیں ، اور لوگوں کی ہلکے وزن اور اعلی کارکردگی والے الیکٹرانک مصنوعات کی طلب میں اضافہ ہورہا ہے۔ سیمیکمڈکٹر اجزاء کی بجلی کی کثافت میں مسلسل بہتری آرہی ہے ، اور گرمی کے بہاؤ میں بھی اضافہ ہوگا۔ روایتی گرمی کی کھپت کے مواد اب گرمی کی کھپت کے مسئلے کو اچھی طرح سے حل نہیں کرسکتے ہیں ، اور گرمی اور ٹھنڈک مواد کو کس طرح ختم کرنا ایک بنیادی چیلنج بن گیا ہے۔

 

• تو تھرمل چالکتا اور گرمی کی کھپت کے میدان میں مواد کا انتخاب کیسے کریں؟

فی الحال ، گرمی کی کھپت کے مشہور حل بنیادی طور پر گریفائٹ شیٹس ، گرافین ، تھرمل انٹرفیس میٹریل ، ہیٹ پائپ اور ہوموگنائزیشن پلیٹیں ، اور نیم ٹھوس ڈائی کاسٹنگ شامل ہیں۔ تاہم ، قدرتی گریفائٹ گرمی کی کھپت فلم کی مصنوعات زیادہ موٹی ہیں اور ان میں تھرمل چالکتا کم ہے ، جس کی وجہ سے مستقبل میں اعلی طاقت اور اعلی کثافت کے مربوط آلات کی گرمی کی کھپت کی ضروریات کو پورا کرنا مشکل ہوجاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، وہ لوگوں کی اعلی کارکردگی کی ضروریات جیسے الٹرا پتلا اور لمبی بیٹری کی زندگی کو بھی پورا نہیں کرتے ہیں۔ لہذا ، سپر تھرمل چالکتا کے ساتھ نئے مواد کی تلاش بہت اہمیت کا حامل ہے۔ اس کے لئے اس طرح کے مواد کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ انتہائی کم تھرمل توسیع کی شرح ، انتہائی اعلی تھرمل چالکتا ، اور ہلکا پھلکا حجم ہو۔ کاربن مواد جیسے ڈائمنڈ اور گرافین ضروریات کو مکمل طور پر پورا کرتے ہیں۔ ان کے پاس تھرمل چالکتا اعلی ہے ، اور ان کے جامع مواد انتہائی ممکنہ تھرمل چالکتا اور گرمی کی کھپت کے مواد کا ایک طبقہ ہیں ، جو لوگوں کی توجہ کا مرکز بن چکے ہیں۔

 

• ہیرے کی عمدہ تھرمل چالکتا اور گرمی کی کھپت

روایتی پیکیجنگ میٹریل کی مختلف حدود کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، گرمی کی کھپت کے مختلف نئے مواد تیار کیے گئے ہیں ، جن میں تھرمل توسیع اور ہلکا وزن کم ہے۔ ہیرا ، ان مواد کے نمائندے کی حیثیت سے ، فطرت میں اعلی تھرمل چالکتا کا مادہ ہے۔ لوگ اکثر کہتے ہیں کہ ہیرے کی تھرمل چالکتا تانبے سے پانچ گنا زیادہ ہے۔ در حقیقت ، مختلف قسم کے ہیرے ہیں ، جیسے ٹائپ IA ، IB ، IIA ، IIB ، وغیرہ۔ قسم I اور II کے ہیروں کے ل they ، وہ اپنے الٹرا وایلیٹ اور انفرادیت والے جذب اسپیکٹرا میں فرق سے ممتاز ہیں ، جبکہ قسم A اور B ہیرے ان کے الیکٹران پیراماگنائزک گونج میں فرق کی وجہ سے ممتاز ہیں۔ مختلف قسم کے ہیرے میں بھی مختلف تھرمل چالکتا ہوتی ہے ، جس کا مطلب ہے کہ ایک ہی قسم کے ہیرے کی تھرمل چالکتا ایک جیسی نہیں ہوسکتی ہے۔ ہیرے کی تھرمل چالکتا اس کے داخلی ڈھانچے کی سالمیت اور اس میں موجود نجاستوں کی اقسام اور مندرجات سے متعلق ہے۔ ایک ہی قسم کے ہیرے کی تھرمل چالکتا بھی مختلف درجہ حرارت پر مختلف ہوتی ہے ، جیسا کہ نیچے دیئے گئے جدول میں دکھایا گیا ہے:

ہیرے کی تھرمل چالکتا طے نہیں ہے اور اس میں مختلف قسم کی مختلف حالت ہے۔ ڈائمنڈ ہیٹ ڈوب کے طور پر استعمال ہونے والے اہم مواد کی قسم IIA سنگل کرسٹل ڈائمنڈ اور پولی کرسٹل لائن ہیرا ہے جس میں مطلوبہ تھرمل چالکتا ہے ، جس میں تقریبا 0. 8 × 10-6\/K اور کمرے کے درجہ حرارت پر موصلیت کا تھرمل توسیع گتانک ہے۔

 

• ڈائمنڈ تھرمل چالکتا کا اصول

ڈائمنڈ میں ایک کیوبک کرسٹل ڈھانچہ ہے ، جہاں ہر کاربن ایٹم ایس پی 3 ہائبرڈائزڈ مدار میں چار دیگر کاربن ایٹموں کے ساتھ ایک ہم آہنگی کا بانڈ تشکیل دیتا ہے ، جس سے باقاعدہ ٹیٹراہیڈرون تشکیل ہوتا ہے۔ چونکہ تمام والنس الیکٹران کوونلنٹ بانڈ کے خطے تک محدود ہیں اور یہاں کوئی مفت الیکٹران نہیں ہے ، لہذا ڈائمنڈ غیر مجاز ہے۔ اعلی تھرمل چالکتا اعلی برقی چالکتا کے ساتھ وابستہ ہے۔ گرمی کی منتقلی کے لئے پردیی الیکٹرانوں پر انحصار کرنے والی دھاتوں کے برعکس ، ہیرے کی تھرمل چالکتا بنیادی طور پر کاربن جوہری کمپن (یعنی فوننز) کے پھیلاؤ سے اخذ کی جاتی ہے۔

 

فوننز کا اوسط آزاد راستہ فوننز کے مابین تصادم اور فونوں کے بکھرنے کے ذریعہ ٹھوس چیزوں میں نقائص کے ذریعہ طے کیا جاتا ہے۔ ہیرا میں نجاست ، سندچیوتی ، دراڑیں ، اور دیگر کرسٹل نقائص ، نیز بقایا دھات کی کاتالائسٹس اور جعلی واقفیت ، فونوں سے ٹکرا سکتے ہیں اور ان کو بکھر سکتے ہیں ، اس طرح فوننز کی آزادانہ راستہ کو محدود اور تھرمل چالکتا کو کم کرسکتے ہیں۔

 

جب کسی مادے کی تشکیل آسان ہوتی ہے تو ، ڈھانچہ آسان ہوتا ہے ، اور اس میں کم نجاست ہوتی ہے ، فونن کی حرکت تیز ہوتی ہے ، اور حرارت کی منتقلی کی شرح بھی تیز ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ دوسرے جزو اور نجاستوں کا تعارف جعلی مسخ ، مسخ اور سندچیوتی کا سبب بن سکتا ہے ، جس سے کرسٹل کی سالمیت میں خلل پڑتا ہے اور فوننز یا الیکٹرانوں کے بکھرنے والے امکانات میں اضافہ ہوتا ہے۔ ہیرا کی ترکیب کاربن کا صرف ایک عنصر ہے ، اور اس کا ڈھانچہ بھی بہت آسان ہے۔ ہیرے کی چار اقسام میں IA ، IB ، IIA ، اور IIB ، IIA خالص ترین ہے اور اس میں کم سے کم نجاست ہے ، اس طرح گرمی کی منتقلی کی شرح سب سے زیادہ ہے۔

 

ماضی میں ، جب ہیرے خریدتے تھے تو ، کچھ لوگ انہیں اپنی زبان کی نوک سے چاٹ دیتے تھے۔ اگر وہ اپنی زبان کی نوک کو ٹھنڈا محسوس کرتے ہیں تو ، یہ ایک حقیقی ہیرا تھا۔ اگر یہ گرم ہے تو ، یہ صرف گلاس ہے۔ یہ عمل درحقیقت زبان کے نوک کو ایک جواہر کے پتھر کی تھرمل چالکتا پر تقابلی تجربہ کرنے کی تحقیقات کے طور پر استعمال کررہا ہے۔ چونکہ شیشے کی تھرمل چالکتا بہت کم ہے ، جبکہ اصلی ہیرے کی حرارت کی منتقلی کی شرح شیشے سے ایک ہزار گنا زیادہ ہے ، لہذا زبان کا حساس نوک آسانی سے دونوں کے مابین فرق کو ممتاز کرسکتا ہے۔

 

اس کے علاوہ ، ڈائمنڈ میں اعلی مزاحمتی اور اعلی خرابی والے فیلڈ کی طاقت ، کم ڈائی الیکٹرک مستقل ، اور کم تھرمل توسیع کی خصوصیات بھی ہیں۔ اس سے اعلی طاقت والے اوپٹ الیکٹرانک آلات کی گرمی کی کھپت میں واضح فوائد ہیں ، جو یہ بھی اشارہ کرتا ہے کہ ہیرا گرمی کی کھپت کے شعبے میں اطلاق کی بڑی صلاحیت رکھتا ہے۔