Hintergrund
Überall dort, wo bei elektronischen Bauteilen Wärme in der Folge einer Verlustleistung anfällt, muss diese auch abgeführt werden, um ein Überhitzen der Bauteile zu vermeiden. Im Stand der Technik existiert eine Vielzahl an Anwendungen, die von einem gesteigerten Wärmefluss zwischen zwei Oberflächen profitieren. Speziell in Raumfahrzeugen, in denen aufgrund der Umweltbedingungen keine Konvektion stattfinden kann, ist der leitungsgebundene Wärmetransport zwischen zwei Oberflächen entscheidend. Bei allen bekannten Verfahren ist jedoch die mögliche erreichbare Kontaktfläche bzw. deren Form begrenzt. Um die Wärmeleitung zwischen zwei Oberflächen zu erhöhen wurden bis jetzt verschiedene "Thermal Interface Materials (TIMs)" entwickelt, welche in die Lücken gefüllt werden und nicht wiederverwendbar sind (z.B. wärmeleitfähige Gele, Pasten oder andere).
Technische Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffverbundes (Metalle und Kohlenstoff), einen Werkstoffverbund sowie eine Verwendung des Werkstoffverbundes als Wärmeleiter sowie Wärmeüberträger. Sie ermöglicht eine Vergrößerung der Schnittstellenfläche und/oder Kontaktfläche einer wiederlösbaren und wiederverwendbaren thermalen Schnittstelle, wodurch der Wärmefluss zwischen zwei Oberflächen vergrößert wird. Die Herstellung von thermalen Schnittstellen mit einer größeren Kontaktfläche und einer beliebigen Form ermöglicht weitere Anwendungsfelder.
Anwendungsmöglichkeiten
Luft- & Raumfahrt, Elektrotechnik, Elektronik, Mikrosystemtechnik, Maschinenbau
Komplexeres Ausführungsbeispiel eines Werkstoffverbundes, der hier aus zwei Lagen verschiedener Materialien besteht. Ein drittes Teilstück kann unterhalb des Verbundwerkstoffes angeordnet sein und eine geringere thermale Leitfähigkeit als der Verbundwerkstoff des ersten Teilstücks aufweisen. Das vierte Teilstück kann eine gleiche oder bevorzugt höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wodurch die Wärme lateral abgeleitet wird. (© TU Berlin)
