液态金属在热管理领域的应用

       液态金属也称块状非晶，原子呈无序排列，无晶界，微观结构均匀，无析出相。而传统金属原子呈有序排列，有晶界，有析出相，微观结构不均匀。材料的性能 大多由内部结构决定。它在常温常压下呈液态，由于其不定性的液体形态使得液态金属具有极佳的电性能、热力学性能和导热性能。根据成分配比，液态金属材料会具备不同的功能属性，如吞噬效应和自驱动等特殊功能，在电子制造、散热、空间、生医等领域有着重要应用前景，是近年来学术界和产业界关注的热点。其中，液态金属在热管理领域的应用主要体现在热界面材料、对流循环和相变储能。

那么面对于5G热管理时代，液态金属又能为此做些什么呢？

（1）热界面材料应用

       热界面材料是用于涂敷在散热器件与发热器件之间用以降低接触热阻所使用的材料的总称。目前，市场上常用的热界面材料主要是有机硅脂，其不足之处在于热导率较低，一般只有0.2 W/（m·K）左右，其导热能力有限。在导热硅脂中添加高导热纳米颗粒可以提升其热导率，比如，添加铜或铝纳米颗粒可以使其热导率到达1 W/（m·K）左右，但在高热流场合还是难以满足实际需求。与普通的硅脂热界面材料相比，液态金属热界面材料的热导率更高，具有热阻低、可靠性高等优点。液态金属在热界面材料方面的使用形式主要有液态金属导热膏和金属导热垫片两种。

（2）对流循环散热应用

       基于液态金属的微小流道冷却技术被认为是解决高热流芯片冷却难题的一种有效方案。利用液态金属作为传热介质，主要应用领域是散热空间小，结构紧凑的微小型电子设备的散热，例如平板电脑和笔记本电脑。2002年，中国科学院理化技术研究所提出将室温液态金属引入到高性能计算机芯片冷却当中，将室温液态金属引入民用电子器件冷却是一种重要突破，改变了人们对于传统液态金属材料的认识，并由此开启了液态金属在电子芯片冷却领域的应用。由于液态金属具有优越的高热性能，在微流道冷却技术等超级芯片冷却领域具有显著优势，散热能力远优于传统水冷。

实例分析
       以小米9 pro5G版为例，其采用了VC液冷散热系统，其中加入了5层石墨、高导热铜箔，同时还有导热凝胶高散热材料，这一些散热方式的加入也是让手机的CPU核心温度最高降了10.2℃。

       大家应该注意到了其中导热凝胶高散热材料，这款散热材料有点类似于本身电脑CPU上的硅脂，它和硅脂的功能一样，为了有效将CPU中的热量有效导出给热管进行散热，所以这也是热界面材料从电脑端转向移动端使用的案例。
       对于以上案例所出现的导热凝胶这一热界面材料，其实使用液态金属来替代或许会有更好的效果。一般来说热界面材料导热率越高其自然热阻越小，那么相应的界面热阻也就越小，对于导热来说效果也就越好。

       传统的导热界面材料主要是硅脂类，近几年通过高达热纳米颗粒的掺杂也是将导热率控制在了4~8W/(m·K)水平，而对于处于室温液态金属热界面材料直接就将导热率提升一个量级，达到了10~40W/(m·K)水平，这样将会在散热方面更有所突破。

液态金属技术畅想

       对于5G市场散热问题或许在开始阶段已经成为了刚需所在，而液态金属也是作为在这一时代的散热技术储备，各种科研人员在背后的努力是为了更好的再明天需要之时所为之所用。
面对当前散热市场的需求，液态金属相变材料系列也经过了有关的测试，在性能方面伴随温度的变化来满足不同温度区间的散热需求，这样也让散热处于一个动态的变化中，满足不同的散热需求。
       所以5G手机散热市场的切入是液态金属的一小步，但是背后也就是液态金属对5G整个市场的大步迈入。