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最囧学霸系统 127. 项目完成(1/2)

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2023.07.20重大通知:
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  “好的。”收到任务,杨秀浑身充满干劲,之前一直在杨晨韩笑面前表现出一副懵懂无知的样子,微弱的自卑感涌上心头。现在是在他们面前表现自己所学的时候,取了少量铜粉,出了药品室,经过了几个科室,来到放置XRD设备的房间。

  熟练地操作设备,不出15分钟,铜粉的XRD谱图就在电脑上清晰地呈现出来。以前,她看到这些谱图,充满吃惊,现在再看到,觉得无所谓,见怪不怪。

  另外,杨秀自告奋勇地给出了铜粉的SEM和TEM照片,至此,杨晨完全相信他们有能力自主开始进行测试。

  接下来的工作很枯燥,不断试错。用不同直径的铜粉和二甲基硅油进行配比,杨晨把这些工作分配给他们。韩笑及时将这两种样品购买回来,每进行一种配比,他们就用导热系数测试仪测试并记录,试图找到一种最高导热系数的样品。

  实验有条不紊的进行着,杨晨查看经费,花了5000块不到。向上面申请给他们每个月2000块工资,从项目经费支出。

  2000块工资对参加课题研究的学生是笔不菲的收入,很多有个八百上千就很不错了。当然,很多学生即便没有工资,依然乐此不疲地投入到科研项目的研究当中。毕竟跟随导师做科研项目,发表论文,这种荣誉感和成就感岂是发工资能够比拟的。

  杨晨预支给他们这么多钱的时候,他们两人非常感激地看着杨晨。正准备说些感激的话时,杨晨抬了抬手:“我是个好心人,大家都这么说,不用计较,话题到此为止。”

  闻言,他们把感激的话语强压下去,彼此面面相觑,无言以对。

  每两天,能够收到韩笑和杨秀提供的好几组数据,这些试验结果杨晨不太满意,导热系数还不能满足他的要求。

  看到他们提交上来的数据,杨晨陷入沉思。系统选择用铜粉和二甲基硅油配比,他并未不假思索,对系统的提示进行过理论分析,为什么选择铜颗粒?因为铜的导热系数比二甲基硅油更高。

  当然,不可能直接用铜,铜具有导电性,且密度大,导致手机太重。势必经过配比达到一种比铜更高的导热系数。

  杨晨注意到,他们总是使用几种不同的直径的铜粉进行配比,只是中间的变量实在太多,比如,铜粉的直径,铜粉的比重。

  既然铜的导热系数这么高,应该增加铜粉在二甲基硅油中的比例。第一袋铜粉颗粒的直径是0.5~3.0μm,中间方差太大,不利于继续研究。需要将范围比较大的颗粒铜粉进行再划分。

  韩笑向杨晨反馈,试验样品快用完了,需再次购买,杨晨表示同意,给了5000块经费。这次,他要求韩笑将铜粉颗粒的直径让厂家再划分,把0.5~8.μm划分为10个区间。

  厂商成本变高,同样价格买到的铜粉数量少了不少。

  终于,他们共收集到500组数据,杨晨注意到一个趋势,当颗粒比较大的铜粉占据二甲基硅油的体积分数的22%的时候,导热效果最明显。而当大孔径铜粉颗粒超过这个体积分数的时候,导热系数呈下降趋势。

  小颗粒铜粉似乎也可以填充进去,能够增加铜粉与铜粉之间的接触面积,理论上导热系数更好。

  杨晨兴奋地告诉大家:“这一阶段,我们取得了重要的成果,确定了一个变量,也就是大直径铜粉的体积分数。确定这个变量后,另外一个变量容易多了。韩笑,你将0.5~1um直径的铜粉按照不同的体积分数填充进去,杨秀,你将1~2um直径的铜粉填充进去。相信不到一个星期,就能够达到理想的配比值。”

  果然,刚过去一个星期,便收到了好消息。对他们的数据进行处理后,杨晨画出了分布规律图,找到了最佳的配比。当铜粉总的填充体积为40%,1.5um以下的铜粉占总体积的20%,便是最佳配比。

  两个变量确认后,又花了一个星期,将表面改性石墨烯的填充比例数据完善,最终,他们得出,当石墨烯添加量为质量分数2.0%的时候,导热硅脂的导热系数为未添加石墨烯的2.4倍。

  4月30号这天,杨晨宣告这个课题基本上结束的时候,大家如释重负。

  还有最后一环,这种导热硅脂要应用到工业上,必须满足相应标准。导热硅脂的热稳定性变得极为重要。

  在实际应用过程中因为热量导致导热硅脂蒸发掉,那便不行。经过实际测量,这种导热硅脂满足国军标。

  电气学院实验室里,杨晨杨秀以及韩笑三人站在一张实验桌前,上面摆放着手机的外壳模型,还有设计好的无线充电垫片。

  杨晨把手机置于垫片上方,为手机进行无线充电。初级线圈、次级线圈、手机壳、充电座分别装上热敏传感器,并事先填充好导热硅脂。

  取多款手机的平均值,四者温度分别下降了9℃,8℃,9℃,9℃,满足要求。
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