Томские ученые получили материал, необходимый для работы электроники, «кухонным» способом

Опубликовано 17.12.2018 г.

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) синтезируют недорогим безвакуумным способом карбид кремния — материал, необходимый для работы электронных устройств в экстремальных условиях.

484_vsm-ck721x-karbid-kremniya-.jpg

Электронные приборы требуют отвода энергии при нагревании. В обычный компьютер ставится алюминиевый радиатор, который отводит энергию, но если прибор эксплуатируется в экстремальных условиях (например, в Арктике или космосе), он должен выдерживать очень высокие и очень низкие температуры.

«Когда прибор работает, микросхема греется до +50°С, а в нерабочем состоянии замерзает, например, в Арктике, до -50°С. Это приводит к тому, что радиатор отламывается, потому что у алюминия расширение от температуры высокое. Нагреваясь, радиатор становится чуть больше, а при охлаждении сжимается, и это приводит к отказу систем», — рассказывает доцент отделения автоматизации и робототехники ТПУ Александр Пак.

Ученые установили, что если в алюминиевый теплоотвод добавлять частицы карбида кремния, который имеет низкий коэффициент линейного расширения, то при нагревании и охлаждении он меньше меняется в размерах. Томские политехники разработали безвакуумный метод синтеза карбида кремния, без использования специальной камеры, насоса, без высоких затрат на газ и электроэнергию.

«Полученный карбид кремния мы очищаем, обогащаем, смешиваем с алюминием и формуем в таблетку чуть меньше десятирублевой монеты. В таком виде его можно, например, приклеить к радиатору на термопасту», — комментирует Александр Пак.

Работа ведется совместно с лабораторией 3D-моделирования на базе Инженерной школы информационных технологий и робототехники. Специально для исследования разработана программа, которая позволяет анализировать информацию о свойствах материала — 10-20 параметров одновременно.

«В результате анализа мы понимаем, как получить материал с наилучшими свойствами, оптимизируем параметры, чтобы недорогими методами «в кухонных условиях» получать продукт, сопоставимый по качеству с аналогами, синтезированными традиционными способами», — говорит Александр Пак.

Разработка ТПУ может найти применение в авиации, кораблестроении, робототехнике — во всех отраслях, где есть электроника. Томские ученые продолжают изучать научно-технические основы процесса и возможности управления им. Проект поддерживает корпорация British Petroleum.