Um diagrama esquemático que ilustra o processo de crescimento de grãos durante a sinterização de MgO puro e MgO a desenvolvido com superfície lisa (referido como MgO-SM, que significa magnésia com superfície lisa). Crédito:Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS) Dr. Cheol-Woo Ahn, liderando uma equipe de pesquisa no Departamento de Cerâmica Funcional da Divisão de Materiais Cerâmicos do Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS), desenvolveu o primeiro material de dissipação de calor do mundo. Este material reduz a hidrofilicidade através de uma reação química que forma uma camada composta nanocristalina e aumenta a condutividade térmica controlando defeitos pontuais. Este processo ocorre durante um processo de sinterização simples que não requer tratamento superficial.
A pesquisa foi publicada na revista Small Methods .
O enchimento de alumina convencional, amplamente utilizado para dissipação de calor, tem limitações no aumento da condutividade térmica. Portanto, há potencial na utilização da magnésia, que oferece baixo custo de matéria-prima e excelente condutividade e resistividade térmica. No entanto, a alta temperatura de sinterização da magnésia, de 1.800°C, e sua natureza higroscópica, que reage com a umidade do ar, restringiram seu uso como carga térmica.
A equipe de pesquisa utilizou aditivos para criar uma fina camada composta nanocristalina durante o processo de sinterização, formando uma camada protetora que reage com a umidade. Eles conseguiram aumentar a condutividade térmica controlando defeitos através de temperaturas de sinterização mais baixas. Este avanço é visto como uma superação das limitações dos materiais de magnésia existentes e uma abertura de novas possibilidades para materiais de gerenciamento térmico nas indústrias de próxima geração.
Nos últimos anos, com os avanços nas indústrias de alta tecnologia, a miniaturização e a multifuncionalidade dos componentes eletrônicos colocaram desafios significativos para o gerenciamento térmico. Isto é particularmente evidente nas baterias de alta capacidade dos veículos eléctricos e na maior integração de componentes electrónicos, necessitando de materiais de dissipação de calor com elevada condutividade térmica para gerir o aumento da densidade de calor.
Com base nas projeções de vendas de veículos elétricos, espera-se que o mercado de materiais de dissipação de calor usados nos materiais de interface térmica de veículos elétricos atinja aproximadamente 9,7 trilhões de won em 2025. Os resultados desta pesquisa são promissores significativos no tratamento de problemas de reação à umidade e alta sinterização. temperaturas associadas aos materiais existentes de dissipação de calor de baixo custo.
MgO-SM, que significa magnésia com superfície lisa, é um óxido de magnésio que foi desenvolvido com uma fina camada composta nanocristalina em sua superfície por meio de um processo simples de sinterização em fase líquida. Crédito:Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS)
Dr. Cheol-Woo Ahn, pesquisador sênior, afirmou:"Conseguimos resolver o problema da reação de umidade, que causa a mistura com polímeros, de maneira direta por meio de aditivos no processo de fabricação de cargas de óxido cerâmico. Desenvolvemos cargas de óxido com alta condutividade térmica controlando defeitos. Prevemos que o enchimento de dissipação de calor de magnésia de baixo custo e alta qualidade dominará o mercado de materiais cerâmicos de dissipação de calor.
