Najnoviji napredak u LED rasipanju topline --- grafitni hladnjak
Provođenje topline u krutom tijelu uglavnom se ostvaruje vibracijama kristalne rešetke i kretanjem slobodnih elektrona. U metalu postoji veliki broj slobodnih elektrona, a masa elektrona je vrlo lagana i može vrlo brzo prenositi toplinu pa metal ima veliku toplinsku vodljivost.
Za metalno provođenje topline, vibracije rešetke su sekundarne; za čvrste tvari polimera (grafitni hladnjak) postoji malo slobodnih elektrona. Stoga je vibracija atoma u polimerima glavni mehanizam provođenja topline.
Visokim polimerom (grafitni hladnjak) dominiraju kovalentne veze, a nema slobodnih elektrona. Toplinska vodljivost uglavnom se provodi fononima koji se međusobno sudaraju molekulama (ili atomima). Stoga stupanj kristalizacije ima važan utjecaj na toplinsku vodljivost. Budući da je polimerima teško stvoriti potpune monokristale, toplinska vodljivost kristalnih ili amorfnih polimera nije visoka, ali je toplinska vodljivost također visoka kada je kristalnost visoka.
Pretpostavimo da je čestica u kristalnoj rešetki na višoj temperaturi, njezina je toplinska vibracija jača, a prosječna amplituda također veća, dok je temperatura susjedne čestice niža, a toplinska vibracija slabija. Zbog sile interakcije između čestica, vibracije čestica sa slabijim vibracijama će se povećati pod utjecajem čestica s jačim vibracijama, a energija toplinskog kretanja će se povećati.
U visokim polimerima toplinska vodljivost unutar molekule veća je od toplinske vodljivosti između molekula, pa je povećanje molekularne težine povoljno za poboljšanje toplinske vodljivosti. U orijentiranim polimernim materijalima toplinska vodljivost u smjeru orijentacije veća je od toplinske vodljivosti u okomitom smjeru.
Na vrlo niskoj temperaturi toplinska vodljivost polimera raste s porastom temperature. Kad temperatura dosegne iznad 100K, toplinska vodljivost opada s porastom temperature. Ona varira od 0 do 100 ° C. Toplinska vodljivost polimera varira ovisno o temperaturi, ali je raspon varijacija unutar 10%.
Na taj se način toplina može prenositi i prenositi, tako da se toplina u cijelom kristalu prenosi s više temperature na nižu, što rezultira toplinskom vodljivošću. Može se vidjeti da se toplina prenosi vibracijama rešetke. Postoje dva mehanizma provođenja za vibracije rešetke, jedan je fotonska vodljivost, a ovaj je mehanizam glavni na visokoj temperaturi.
Budući da su toplinske vibracije rešetke nelinearne, između rešetki postoji učinak sprezanja, zbog čega će se fononi međusobno sudariti i smanjiti srednji slobodni put fonona. Raspršenje uzrokovano ovim fononskim sudarima posljedica je toplinskog otpora u rešetki. Glavni izvor.
To je posljedica promjena u stanju kretanja molekula, atoma i elektrona u tvari, poput vibracija i rotacije, koje će zračiti elektromagnetske valove veće frekvencije. Među njima, vidljivo svjetlo i blisko infracrveno svjetlo s valnom duljinom između 0,4 i 40um imaju snažan toplinski učinak, koji se naziva Za toplinske zrake, proces prijenosa topline je toplinsko zračenje.
Drugi je provođenje kvantiziranja fonona, koje je dominantno kada temperatura nije previsoka. Opći oblik čvrste toplinske vodljivosti određen fononskom vodljivošću je ...
Različiti nedostaci, nečistoće i sučelja kristalnog zrna u kristalnoj rešetki uzrokovat će raspršivanje, što je također ekvivalentno smanjenju srednjeg slobodnog puta fonona i smanjenju toplinske vodljivosti. S porastom temperature povećava se energija vibracija fonona, povećava se vjerojatnost sudara, a smanjuje se srednji slobodni put, što dovodi do smanjenja toplinske vodljivosti.
Ukratko, primjenom tehnoloških dostignuća u vodećoj industriji, poboljšana je učinkovitost rasipanja topline, a troškovi LED svjetiljki uvelike će se smanjiti, što pogoduje ukupnom tehnološkom napretku vodeće industrije
