UniPhase 7500™: مواد واجهة حرارية بتغيير الطور غير سيليكونية ⚙️🔥

ملخص تقني بصري

يقدم UniPhase 7500™ حلًا مبتكرًا في مجال مواد واجهات التوصيل الحراري (Thermal Interface Materials – TIM) باستخدام تقنية تغيير الطور (Phase Change)، مع تركيبة غير سيليكونية توفر أداءً حراريًا عاليًا بمعامل توصيل حراري يصل إلى 7.5 W/mK. تعمل هذه المادة على تحسين تبريد الأنظمة الميكانيكية والإلكترونية الحساسة، مع معادلة الاستخدام التقليدي للدهن الحراري (Thermal Grease) المعقد والمزعج. تدخل هذه المادة في صلب تطبيقات مثل دوائر DC/DC power converters وتوفير الحل الأمثل بين المكونات الكهربائية المعزولة حراريًا والمشتتات الحرارية (Heatsinks).

مقدمة إلى تقنيات مواد واجهة التوصيل الحراري ⚙️

في عالم الهندسة الميكانيكية والإلكترونية، تكون إدارة الحرارة واحدة من التحديات الرئيسية لتحقيق كفاءة عمل الأنظمة. المواد التي تُستخدم بين المكونات المولدة للحرارة والمشتتات الحرارية تُعرف بـ مواد واجهة التوصيل الحراري (TIM). تلعب دورًا حيويًا في تقليل المقاومة الحرارية بين السطحين، مما يحسن من تبديد الحرارة ويحافظ على استقرار النظام.

تقليديًا، تم استخدام الدهانات الحرارية (Thermal Grease) التي توفر جيدًا التوصيل الحراري ولكنها تصاحبها مشاكل مثل الترسيب، الصعوبة في إعادة العمل، وتدهور الأداء مع الزمن بسبب ما يعرف بـ Pump-Out (خروج المادة من بين الأسطح). هنا يأتي دور تقنيات تغيير الطور (Phase Change) التي تعتمد على تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة شبه السائلة عند درجات حرارة معينة، مما يسمح بتوفير اتصال أكثر إحكامًا وفعالية حرارية.

UniPhase 7500™: تركيبة جديدة غير سيليكونية لإدارة الحرارة 🔧

يُعد UniPhase 7500™ من Universal Science™ ابتكارًا في فئة مواد تغيير الطور، إذ يتميز بتركيبته غير السيليكونية، وهو أمر مهم لعدة أسباب تقنية وبيئية:

• سطحه الطبيعي اللاصق (Naturally tacky surface): لا يتطلب مواد لاصقة إضافية، مما يسهل التطبيق ويحافظ على ثبات المادة في مكانها.
• معامل التوصيل الحراري العالي: 7.5 W/mK، قيمة تجعل المادة فعالة في نقل الحرارة من المكونات الحساسة إلى المشتتات الحرارية بسرعة وكفاءة.
• تغيير الطور عند درجة حرارة 60 °C ± 10 °C: تتحول المادة من صلب إلى حالة أكثر مرونة أثناء التشغيل، مما يعزز الاتصال الحراري ويقلل من وجود الفراغات الهوائية (Air Voids) التي تؤدي إلى مقاومة حرارية عالية.
• إزالة ظاهرة Pump-Out: وهي ظاهرة خروج المادة من بين الأسطح مع مرور الوقت والاهتزازات، مما يضمن استقرار الأداء طويل الأمد.
• الملتزمة بالمعايير البيئية والمنظمة (RoHS, REACH): تدعم قابلية استخدام هذه المادة في الصناعات الحديثة التي تحرص على حماية البيئة وتقليل الملوثات.

**نقطة ميكانيكية مهمة:** كما تعمل قدرة **UniPhase 7500** على التخلص من الفراغات الهوائية عن طريق التناغم بين ضغط التوصيل (Device Mounting Pressure) وتغيير الطور، مما يقلل المقاومة الحرارية بشكل ملحوظ.

المواصفات الفنية والفيزيائية لنموذج UniPhase 7500™ 🏭

توفر هذه المادة بأحجام وأطوال مختلفة لاستيعاب متطلبات عدة أنظمة إلكترونية وميكانيكية:

• السماكات المتاحة: 0.125 مم، 0.2 مم، 0.25 مم، 0.4 مم
• نطاق درجة حرارة التشغيل: من -40 إلى 125 درجة مئوية، مناسب لمعظم التطبيقات الصناعية ذات الأحمال الحرارية المتوسطة والعالية.
• التوصيلية الحرارية: 7.5 واط لكل متر كلفن (W/mK)، تؤكد جودته العالية في نقل الحرارة.

قيمة المقاومة الحرارية أو “المعاوقة الحرارية” (Thermal Impedance) لكل من الضغوط المختلفة تم قياسها بدقة حسب ASTM D5470:

• عند ضغط 10 psi و70 درجة مئوية: 0.10 °C-cm²/W
• عند ضغط أعلى 50 psi و70 درجة مئوية: 0.06 °C-cm²/W

هذه القياسات تدل على أن المادة توفر توازنًا ممتازًا بين السُمك، الضغط، والأداء الحراري.

خصائص ميكانيكية وكهربائية داعمة للتطبيق الآمن ✅

يتميز UniPhase 7500 أيضًا بخصائص ميكانيكية وكهربائية تؤمن أداء مستقر:

• مقاومة حجمية عالية جدًا (Volume Resistivity): 5.4 × 10¹⁵ Ω-cm، ما يعني عزلًا كهربائيًا متينًا، مهم عند استخدامها بين مكونات كهربائية معزولة.
• تصنيف الحريق UL94 عند الدرجة V0، يضمن أمان المادة من حيث قابلية الاحتراق، وهو مطلب حيوي في الأنظمة الصناعية والإلكترونية.
• ثابت العزل الكهربائي (Dielectric Constant) بقيمة 30 عند تردد 1 ميجاهيرتز، يشير إلى قدرة المادة على توفير عزل كهربائي مناسب عند ترددات تشغيلية شائعة للإلكترونيات.

**خلاصة تقنية:** يدمج UniPhase 7500 بشكل مثالي بين الخصائص الحرارية العالية والتحكم الدقيق في العزل الكهربائي، ما يجعله خيارًا مثاليًا في بيئات عمل حرجة تقنيًا.

الاستخدامات والتطبيقات المثلى في الهندسة الميكانيكية والإلكترونية 🔥

تندرج تطبيقات المادة في نطاق واسع من المجالات التي تتطلب إدارة حرارية دقيقة:

• مصادر الطاقة الإلكترونية مثل محولات DC/DC، التي تولد حرارة عالية يجب التحكم بها للحفاظ على موثوقية النظام.
• وحدات الطاقة والموديلات الكهربائية (Power Supplies and Power Modules) التي تشتمل على مكونات معزولة كهربائيًا لكنها تحتاج لتبريد فعال.
• أفضل خيار بديل للدهانات الحرارية التقليدية (Thermal Grease Replacements)، حيث يقلل من الفوضى وسهولة إعادة العمل (Quick to rework).

بفضل هذه القدرات، توفر المادة حلًا موثوقًا ومستدامًا مع قابلية توافق مع المتطلبات التشغيلية والبيئية الحديثة.

مميزات استخدام UniPhase 7500™ على المواد التقليدية 🚗

• كفاءة حرارية محسنة بفضل التوصيل العالي الفوري والتدفق أثناء تغير الطور.
• سهولة التطبيق وإعادة العمل دون الحاجة لفرك أو تنظيف، مما يقلل وقت الصيانة والتكاليف.
• تقليل ظاهرة Pump-Out التي تسبب تدهور التوصيل الحراري مع الزمن.
• التزام صارم بالمعايير البيئية مما يدعم استدامة الصناعة.

**لماذا هذا مهم صناعيًا؟** يغني UniPhase 7500 عن الطرق التقليدية في إدارة الحرارة التي تعتمد على مواد غير مستقرة بيئيًا وعمرها التشغيلي المحدود، ما يحسن الاعتمادية ويخفض تكاليف الصيانة.

خلاصة: التطوير في مواد واجهات التوصيل الحراري يعزز أداء الأنظمة الميكانيكية

في الختام، يمثل UniPhase 7500™ نقلة نوعية في مجال مواد واجهات التوصيل الحراري (Thermal Interface Materials) التي تعتمد على تقنية تغيير الطور (Phase Change). من خلال التركيبة الجديدة غير السيليكونية والمواصفات الدقيقة، يوفر هذا الحل كفاءة حرارية عالية، موثوقية طويلة الأمد، وإمكانية استخدام واسعة مع مختلف التطبيقات الصناعية.

إن التحول إلى مثل هذه المواد لا يساعد فقط في تحسين التحكم الحراري داخل الأنظمة، بل يدعم أهداف الاستدامة والحفاظ على البيئة، مما يجعله خيارًا فعليًا لمسارات تطوير الهندسة الميكانيكية والطاقة والتصنيع المتقدم.

بهذا الإنجاز التقني، نرى كيف يتحول التحكم الحراري في الأنظمة الصناعية من مجرد إجراء صيانة إلى عنصر أساس مستدام وفعال في تصميم الأنظمة الحديثة.