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FEM modeling of structure and properties of diamond-SiC-(Al) composites developed for thermal management applications

2009
Conference Papers

Résumé

Thermal management materials frequently have multi-phase composite character with complex architecture of the constituents. As a result, design rules are needed which can be used in selection of the phases and optimizing their volume fractions. The study shows that such are provided by finite element modeling of these composites. This is demonstrated for a diamond-SiC-Si-(Al) composites, which have been optimized in terms of the volume fraction of SiC, contact area between the components and presence of open porosity.

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2009
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Thermal management (electronics)

All electronic devices and circuitry generate excess heat and thus require thermal management to improve reliability and prevent premature failure. The amount of heat output is equal to the power input, if there are no other energy interactions. There are several techniques for cooling including various styles of heat sinks, thermoelectric coolers, forced air systems and fans, heat pipes, and others. In cases of extreme low environmental temperatures, it may actually be necessary to heat the electronic components to achieve satisfactory operation.

Carbure de silicium

Le carbure de silicium est un composé chimique de formule SiC. C'est une céramique ultraréfractaire ultradure semiconductrice synthétique, qu'on peut trouver dans la nature sous la forme d'un minéral très rare, la moissanite. Grâce au procédé Acheson, depuis la fin du , on sait produire industriellement de la poudre de carbure de silicium, qui servit d'abord comme abrasif. Les grains de SiC peuvent être traités par frittage pour obtenir des pièces en céramique très dures qui sont largement utilisées pour des applications exigeant une résistance élevée comme les freins, les embrayages, ou les plaques de certains gilets pare-balles.

Matériau à changement de phase (thermique)

On appelle matériau à changement de phase, ou MCP, tout matériau capable de changer d'état physique dans une plage de température restreinte. Cette plage est située entre et environ. Dans cet intervalle de température, le changement de phase prépondérant reste la fusion/solidification. Ces températures sont accessibles naturellement et sont omniprésentes dans la vie quotidienne (température d'ambiance d'une maison, température d'un corps humain, de l'eau chaude sanitaire).

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