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液浸冷却システムに熱伝導シートが依然として必要な理由とは?主要な放熱メカニズムの解析

カリフォルニアの放電リチウムイオン電池貯蔵施設の火災事故は、大型蓄電システムの安全面における課題を改めて浮き彫りにしました。バッテリーが熱失控(熱暴走)を起こすと、連鎖反応が引き起こされ、可燃性ガスや有害ガスが放出される恐れがあり、周辺環境や地域住民の健康に影響を及ぼす可能性があります[cite: 2, 3]。万全な熱対策設計と安全防護措置を講じることで、事故の発生リスクを効果的に低減させることができます
Immersion cooling system using thermal pads to improve heat transfer efficiency in AI servers and high-performance computing applications

浸沒式冷卻系統並非只靠冷卻液即可完成高效散熱

冷却液の低い熱伝導率

冷却液の熱伝導能力は金属や高熱伝導固体材料よりもはるかに低いです。したがって、熱を大面積の放熱構造に効果的に伝導するために、部品と放熱構造の間には高熱伝導材料が依然として必要で、隙間を埋めて接触面積を増やし、熱の迅速な伝導を確保します。

敏感な部品の保護

一部の部品は冷却液との長期的な直接接触に適していない可能性があります。サーマルパッドは熱伝導を改善するだけでなく、絶縁層としても機能し、敏感な部品に追加の保護を提供してシステムの安全性を向上させます。

邊界層與對流限制​

単相液浸システムでは、熱伝達は主に強制対流に依存します。しかし、部品表面の冷却液流速は遮蔽により制限される場合があり、境界層を形成して放熱効率に影響を与えます。サーマルパッドを通じて熱をより良い流れを持つヒートシンク表面に導くことで、ホットスポット温度を効果的に低減できます。

従来のサーマルペーストの代替

従来のサーマルペーストは液浸環境で溶解または流失しやすいですが、Engineered Fluids認定のDTT61-sサーマルパッドは冷却液に長期間耐えることができ、液体を汚染することなく、安定した高い熱伝導効果を維持します。

結語

結論として、サーバーを完全に液体に「浸す」液浸冷却ソリューションにおいても、サーマルパッドは決して余分な部品ではありません。熱伝導経路の最適化、複雑な機構における放熱の死角の解消、さらには電気的絶縁と機械的保護の提供といった多岐にわたる側面で不可欠な役割を果たし、システム全体が高出力密度下でも安定的かつ効率的に動作することを保証します。

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ノンシリコン熱伝導シートN800Cは、ASTM E595の低アウトガステスト基準に適合

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