2024年6月13-15日 广州保利世贸博览馆2号馆

首页新闻动态技术科普
手机散热系统又升级:金刚石凝胶也来了!
日期:2022-01-19    浏览次数:
0

留心手机市场的朋友们应该都发现了,近几年各大手机厂商都在牟足了劲往手机上堆料,结果配置高了不假,但运行功率似乎也随之提高了,这就导致“手机高烧”成为了手机使用过程中一个很普遍的现象,比如说2020年的旗舰处理器“晓龙888”就被消费者戏谑地称为“火龙888”。

手机高烧

据说手机在冬天也能当暖手宝使用

为了解决散热问题,厂商们也是绞尽脑汁,什么导热性能好的材料都试了一试,常见的如石墨、氮化硼等,较为罕见的也有之前介绍过的iQOO Neo新机使用的高导热稀土合金等。而最近,一款在散热系统上别出心裁的手机产品realme真我GT Neo2终于也要上市了,根据厂商的宣传,realme在里头使用了一种“航天级散热黑科技”,即金刚石凝胶散热系统,它到底有多强?

金刚石凝胶散热系统

宣传概念图

为什么要使用金刚石凝胶?

首先要知道的是,金刚石被誉为是世界上最硬的物质,不仅有着特殊的物理、机械和光学特性,同时它还拥有极为出色的导热性能。由于金刚石依靠的是声子进行传热,一般情况下,金刚石中氮含量越低,热导率越高,晶型越完整,热导率越高——比如说最纯净、杂质最少的IIa型导热系数就高达26 watt/K-cm,比传热最快的金属银、铜还要快 6~7 倍。

有了这么出色的导热性能加持,金刚石很早就被运用于电子工业上,能够很好地满足热管理的超高要求。其应用主要有两种形式,一为金刚石薄膜;二则是将金刚石与铜、铝等金属复合制成复合材料。不过在这款新手机上并没有采用上面任何一种散热形式,而是独树一帜地把金刚石制备成金刚石(微粒)凝胶型导热物料,替代原本手机中的部分普通导热凝胶使用。

金刚石与金刚石填料

金刚石与金刚石填料

而导热凝胶的效用想必不用过多介绍了,它由于硬度低,可以很好地满足不平整面贴合的需求,兼有导热垫片和导热硅脂的某些优点,因此在手机等电子产品中多有应用。而金刚石凝胶作为导热凝脂中的一个高性能分支,就是在环氧树脂等基体中掺入金刚石粉,利用其天生的高导热性来大幅提升单位的导热性能。

金刚石凝胶制备的要点

就像其他导热凝胶一样,金刚石导热凝胶的性能优劣,很大程度上取决于制备工艺是否成熟且优秀,如填料的粒径、填充体积分数、改性工艺等,都对凝胶整体的导热性能有着举足轻重的影响。

首先,金刚石颗粒的粒径不能过小(小于10微米),否则很难形成有效的导热链。据realme介绍,这款手机中所用的金刚石凝胶,其含有的金刚石颗粒粒径大约是40~50微米。
其次,金刚石颗粒的填充体积分数也不能过大或过小,过小的话接触面积也小,一样很难形成有效的导热链;过大的话凝胶无法充分浸润金刚石颗粒表面会造成空隙,同样影响热导率。

最后,改性也是这类导热凝胶填料的必经之路了,否则这些表面活性高的粒子极容易团聚在一起,难以在有机高分子树脂中实现均匀分散,导致凝胶性能下降。

不同粒径与填充体积分散对比

(图片来源:知乎@评者N大)

经过以上一系列工作后,这款金刚石凝胶总算能作为新手机商品中的一部分推出市场了。据悉,这种金刚石凝胶可以让芯片热量传递的速度更快,从而可以快速让芯片温度降低,最高可让CPU温度降低18℃。而且这款手机并没有采用火龙888,而是发热没那么厉害的骁龙870处理器,在这等散热技术的加持下,想必这款处理器终于能迎来把性能发挥到极致的机会了。

此外,这款手机散热系统还使用了我们的老朋友石墨烯,据悉还是一款专门设计的3D立体石墨烯,能让金刚石冰芯散热系统最大程度地接触到热源,增加散热面积与导热效率。这样的强强结合下,这款手机的散热到底给不给力呢?感兴趣的朋友可以关注一下消费者的反馈。

3D立体石墨烯

3D立体石墨烯概念图

 

结语

最后再说一下,很明显从去年、或者更早开始,手机厂商的“堆料”方向就发生了变化,不再一味地提高手机的运行性能,而是开始综合发展,最明显的就是对散热系统的高度重视(毕竟这是使用体验的一个重要得分点),因此对于导热材料相关厂家来说,这应该是一个好的发展方向。至于日后他们还能整出什么新花样,就让我们拭目以待吧。

 

粉体圈NANA

版权声明:  

本文为粉体圈原创作品,未经许可,不得转载,也不得歪曲、篡改或复制本文内容,否则本公司将依法追究法律责任。