Os materiais de interface térmica líquida estão disponíveis em duas formas:
- Metais líquidos à temperatura ambiente
- Metais de mudança de fase
A principal diferença entre as duas está na temperatura a que estas ligas se fundem.
Os metais líquidos permanecem fundidos à temperatura ambiente. As três ligas metálicas líquidas seguintes tornam-se líquidas a temperaturas inferiores a 30 °C.
– Indalloy 51 (62,5 Ga, 21,5 In, 16,0 Sn)
– Indalloy 46L (61,0 Ga, 25,0 In, 13,0 Sn, 1,0 Zn)
– Gálio puro
Os metais de mudança de fase são aplicados na forma sólida e fundem quando expostos a temperaturas de junção aquecidas. A liga de mudança de fase mais popular funde a 60°C.
- Indalloy 19 (51In, 32.5Bi, 16.5Sn)
As vantagens da utilização destes materiais de interface térmica de metal líquido são muitas e incluem:
- Resistência térmica extremamente baixa
- A resistência obtida com o Indalloy 51 foi testada como sendo inferior a 0,015 cm2-°C/W.
- O metal na sua forma líquida não tem praticamente nenhuma resistência de contacto
- Alta condutividade térmica
- Sendo um material de interface térmica completamente metálico, a condutividade térmica global é premium
- Capacidade de suportar um desajuste drástico na expansão térmica
- A baixa tensão de fluxo dos metais líquidos permite-lhes manter o contacto com a superfície enquanto os substratos bombeiam durante o ciclo de energia ou de temperatura
- Espessuras de linha de ligação ultra baixas
- Os metais líquidos podem ser comprimidos até espessuras inferiores a 0,001″
Uma dificuldade encontrada na utilização destas ligas é a capacidade de as conter. Todas as ligas que se encontram no estado líquido à temperatura ambiente contêm gálio. O gálio é corrosivo para vários metais, especialmente quando está quente. À medida que a temperatura do gálio aumenta, torna-se cada vez mais corrosivo, reagindo através de camadas mais espessas num curto espaço de tempo. Um metal com o qual o gálio é muito reativo é o alumínio. Consegue corroer uma folha de alumínio com 0,002″ de espessura em poucas horas à temperatura ambiente e, entre 500° e 1 000°C, esta reação torna-se muito mais rápida.
No entanto, o gálio não reage com outros metais, como o molibdénio, o tungsténio e o níquel.
Para além de reagir com metais, o gálio também se cola a materiais não metálicos, o que dificulta a sua embalagem. Fique atento à minha próxima publicação no blogue, que abordará as opções de embalagem para metais líquidos.
