石墨换热器热正交各向异性的尺度

石墨薄的形式是石墨烯，是一个或两个原子厚的平面碳分子。由于所有柔性石墨都是纯碳，因此它在环境温度上下数百度内保持柔韧性，因此其在电子产品中的实际应用仅受粘合剂和电介质等相邻材料的限制。 已经开发出从聚合物合成薄柔性石墨换热器的方法。这些技术可生产大约 10 至 50μm 的片材，完全压缩，尽管可以使用用作热界面材料的密度较低的版本。对于大多数电子级应用，天然和合成石墨箔都以均匀的正交各向异性固体形式存在。特别是合成石墨片，在分子水平上保持均匀，以至于它们被用作X射线衍射研究中的单色仪。

相比之下，天然石墨箔由石墨片压缩而成，并且在四分之一毫米长度的尺度下含有不同程度的各向异性。稳态计算（热导率）和瞬态计算（热容和密度）所需的热特性随等级、厚度和工作温度而变化。由于热导率是在室温下测量的，因此可以对电子操作温度进行校正。特别 一些石墨换热器供应商根据室温测量值对其产品进行评级，而另一些则根据工作温度计算对其进行评级。模拟石墨的一个重要尺度是平面内热导率与通平面的比率。牌号根据其预期用途制造，但大多数牌号的热导率是平面内到直通面的 100 倍以上。 表1 显示一些代表性值。

石墨换热器建模属于商业软件包的能力范围，但用户需要了解数值方法的独特功能和局限性。高正交各向异性比柔性石墨散热器和TIM的热影响比其薄几何形状所暗示的更不成比例。石墨换热器热仿真的验证应该足够准确，以区分厚度和材料的差异，并且可能需要仔细检查非常精细的结构中的能量平衡，否则可能会被忽略。这些高正交各向异性比率解释了石墨离散模型在转换为各向同性材料时偶尔失效的原因，反之亦然。