Thermal Performance Investigation of Functionally Graded Heat Sink Materials for NanoCharacteristics Electronic Devices: A Comprehensive Analysis

Abstract

У цьому дослідженні оцінюється теплові характеристики радіатора, які потім використовуються для термічного аналізу. Ефективність радіатора перевіряється шляхом порівняння щойно отриманих експериментальних даних із проведеним чисельним дослідженням. Радіатор виготовлено з композитного матеріалу, тобто функціонально градуйованого матеріалу (FGM), що складається з Al-SiC. Були проведені експерименти для спостереження за ефективністю радіатора з наступним чисельним моделюванням. Було помічено, що продуктивність можна підвищити, використовуючи радіатор FGM порівняно зі звичайним (Al або Cu) радіатором. Примусова конвекція використовується для обох радіаторів, де зовнішнє джерело, наприклад вентилятор, розміщується на верхній частині радіатора та використовується для аналізу продуктивності радіатора. Середня різниця температур між двома радіаторами становить 1,2 °C. Показано, що мінімальна температура КЖМ становить 54,93 °C. При 58,15 °C звичайні радіатори досягають своєї максимальної температури. Обидві раковини демонструють максимальну температуру близько 63 °C. Отже, матеріал FGM можна використовувати для виготовлення радіаторів у системах охолодження ЦП.

The thermalperformance of a heat sink is evaluated in this study, which is then used for a thermal analysis. The heat sink's performance is verified by comparing the newly obtained experimental data to the numerical investigation conducted. The heat sink is made of composite material i.e. Functionally Graded Material (FGM) consisting of Al-SiC. Experiments were performed to observe the heat sink performance followed by numerical simulation. It has been observed that the performance can be enhanced by utilizing an FGM heat sink compared to a conventional (Al or Cu) heat sink. Forced convection is employed for both heat sinks, where an external source such as a fan is put on the top of the heat sink and is used to analyze the heat sink's performance. An average temperature differential of 1.2 °C was found between the two heat sinks. FGM has been shown to have a minimum temperature of 54.93 °C. At 58.15 °C, conventional heat sinks reach their maximum temperature. Both sinks show a maximum temperature of about 63 °C. Hence, FGM material can be used for manufacturing heat sinks in CPU cooling applications.