随着高度集成的电子产品和同时小型化的趋势不断升级,包括更快的处理器、更多功能和更高带宽,电子产品为了应对尺寸限制和严格的可靠性要求而变得越来越紧凑。结果是元件和电路板层面的热通量不断增加。在过去十年中,平均功率密度和散热率增加了近两倍 [1]。预计商用电子产品的热通量水平超过 100W/cm 2,部分军用高功率电子产品的热通量水平超过 1000W/cm 2,将很快成为一项现实且迫切的挑战。对于用于恶劣环境应用(如国防、汽车和石油勘探系统)的更复杂、更强大的电子产品的需求也在不断增长。恶劣环境电子产品的热管理对于各种电子系统的成功设计、制造和战术操作至关重要,以满足高温、环境、可靠性和成本效益要求。
定义为海上、沿海和工业应用,其中存在碱金属(即钠和钾),并且可能与燃料、空气或水中的硫结合,从而导致热腐蚀。
RJfRb 允许您在恶劣环境下使用以太网 D 类/cat 5e 和 e 类/cat 6 连接,以连接 10 baset、100 basetX 或 1000 baset 网络。借助获得专利的 RJstop® 系统,您可以在保护性复合插头中使用标准 RJ45 电线组,保护其免受冲击、灰尘和液体的影响。无需危险的现场布线和接地!
1。引言在自然世界中存在许多高度严格的环境,包括强烈的高碱度,高酸度,高盐,高或低温,高压,高压,不充分的营养,紫外线(UV)辐射,以及大量的抗生素等,这些严重的疾病曾经被认为是不可生存的,但他们确实表现出了不可或缺的研究。他们不仅还活着,而且在曾经被认为是一生不居住的恶劣条件下壮成长。极端粒子是可以忍受这些恶劣条件的微生物,它们由热嗜热,精神噬菌体,碱性,嗜酸剂,卤代,蜂蜜液,保护剂,耐辐射的极端粒子和其他类型组成。生物膜的作用被认为是每个微生物生存的独特抗药性机制之一。
本论文是 IMS 实验室、波尔多大学和斯伦贝谢研究与生产部门的合作研究。我要感谢所有人的帮助和耐心,使这份手稿得以实现。首先,我要对我的导师 Cristell Ma-neux 和 Yann Deval 表示深深的谢意,感谢他们的持续支持和宝贵指导。特别是,我要向 Cristell 表示最深切和最诚挚的感谢,她为完成这项工作做出了重大贡献。多亏了她从一开始就提供的宝贵和有益的建议,我才能将这项研究推向正确的轨道。我很感激她在我刚开始问最愚蠢的问题时对我如此耐心。在她用红色写的详细修改后,我感觉自己一天天在进步,对此我深表感激。我还要感谢我在斯伦贝谢的导师 Claire Tassin。从我到达的第一天起,她就帮助我融入了公司。在她的协助和热情支持下,我在斯伦贝谢的实验得以尽快完成。她给了我明确的方向,让我可以坚持下去。我真的很感激她总是在我需要帮助的时候出现。在 ASIC 团队中,我要感谢 Mohamed Salim Cherchali 让我熟悉了编写自动测试台的代码行。他非常耐心地直截了当地解释了 Python 的基础知识,为我以后自学奠定了基础。他还教我如何使用斯伦贝谢实验室的仪器进行实验。此外,我还要感谢 Toshihiro Nomura,他总是以详细和及时的方式回答我的小问题。当我的实验装置出现问题时,他是我第一个去找的人。在装置的最初几天,遇到了很多困难和技术问题。Toshi 和 Salim 必须经常在实验室呆到晚上 9 点以后,帮助我找到问题并一起找到解决方案。我们失败了很多次才完成整个装置。多亏了他们知识渊博、热情洋溢的指导,我的测量得以进行,我从他们的实践经验中学到了很多新东西。感谢 IMS 实验室前秘书 Simone Dang Van 和她的丈夫偶尔在周末到他们家,他们家很宽敞,热情欢迎我。他们向我讲解了很多关于法国文化的知识,帮助我从一开始就融入了波尔多的生活。我还要感谢 IMS 实验室的所有朋友,感谢我们一起共进午餐,一起交谈,分享困难,互相鼓励,克服困难。感谢我的越南朋友,他们也是法国不同城市的博士生,他们总是陪在我身边,鼓励和“提醒”我经常锻炼。假期我们一起旅行,想家的时候互相安慰。
1 新墨西哥州立大学克洛维斯农业科学中心,美国新墨西哥州拉斯克鲁塞斯,2 印度达尔瓦德农业科学大学生物技术系,3 美国阿拉巴马州奥本市奥本大学作物、土壤与环境科学系,4 美国威斯康星州麦迪逊市美国农业部农业研究局蔬菜作物研究中心,5 美国威斯康星州麦迪逊市威斯康星大学园艺系,6 美国阿拉巴马州奥本市奥本大学生物系统工程系,7 美国阿拉巴马州塔斯基吉市塔斯基吉大学植物与土壤科学系,8 美国爱荷华州立大学生物技术系,美国爱荷华州艾姆斯市,9 印度特伦甘纳邦帕坦切鲁国际半干旱热带作物研究所 (ICRISAT)
摘要 - 世界各地的微电子的快速增长和采用,导致人们对与其使用和处置有关的环境问题的认识越来越高。卤素多年来在微电子中具有各种用途,在处理电子废物期间会发出有毒和腐蚀性气体。许多组织已经向电子产业施加了压力,以从其产品中完全消除卤素(例如,氟,氯和溴)。在为环保产品努力的各种努力中,使电子产品完全无卤素引起了人们的关注,尤其是在亚洲和欧洲。这种非凡的甚至影响了全球的保形涂料,大多数电子产品都依赖于它们的长期保护,可靠性和对水和其他腐蚀性刺激性环境的高性能。在各种涂层选项中,丁香烯类涂层家族为微电器提供了有益的特性,比普通epoxies,丙烯酸酯,尿氨酸和硅酮提供的许多特性改善了。虽然苯乙烯n是唯一不包含卤素的市售的parylene,但其对水分和其他腐蚀性化学物质的障碍性能不如其他pary烯那样稳健。为了满足该行业的当前和未来需求,已经开发了一种新的无卤素的ParyleneParyFree®。对新涂层进行测试包括IPC-CC-830B的IPX防水性,耐腐蚀性和质量。这项研究向微电子行业介绍了一种新的parylene类型,并分享了ParyFree®Paryleneparylene保形涂层的特征和质量结果,以保护,可靠性和良好的微电子学性能。
本概况文件概述了美国能源部先进材料和制造技术办公室 (AMMTO) 跨领域高性能材料研究、开发和演示 (RD&D) 投资机会的建议。该概况由下列人员制定:下一代材料与工艺 (NGMP) 恶劣环境材料技术经理 J. Nick Lalena;爱达荷国家实验室 (INL) 代表 Emmanuel Ohene Opare、Gabriel Oiseomoje Ilevbare 和 Anthony Dale Nickens;国家可再生能源实验室 (NREL) 代表 Kerry Rippy 和 Dennice Roberts;橡树岭国家实验室 (ORNL) 代表 William H. Peter、Amit Shyam、Sebastien N. Dryepondt 和 Yarom Polsky;太平洋西北国家实验室 (PNNL) 代表 David W. Gotthold 和 Isabella Johanna van Rooyen;以及 BGS 顾问 Stewart Wilkins。整个部门和这些国家实验室的成员都为该概况做出了重大贡献。其他贡献者包括 AMMTO 的 Alexander Kirk、Huijuan Dai、Diana Bauer 和 Chris Saldaña;AMMTO 承包商 Matt Roney 和 Dwight Tanner;核能办公室 (NE) 的 Dirk Cairnes Gallimore;汽车技术办公室 (VTO) 的 Jerry Gibbs;风能技术办公室 (WETO) 的 Tyler Christoffel;水力技术办公室 (WPTO) 的 Collin Sheppard 和 Colin Sasthav;地热技术办公室 (GTO) 的 Kevin Jones 和 Douglas Blankenship;太阳能技术办公室 (SETO) 的 Kamala Raghavan 和 Matthew Bauer;氢能和燃料电池技术办公室 (HFTO) 的 Nikkia McDonald;阿贡国家实验室 (ANL) 的 Aaron Grecco;以及国家可再生能源实验室 (NREL) 的 Shawan Sheng 和 Jonathan Keller。学术和工业界的贡献者包括博伊西州立大学的 David Estrada;科罗拉多矿业学院的 Zhenzhen Yu;西北大学的 Scott Barnett;德克萨斯 A&M 大学的 Don Lipkin;加州大学洛杉矶分校/高级研究计划署 E 项目的 Laurent Pilon;匹兹堡大学的 Albert To;田纳西大学诺克斯维尔分校的 Steven John Zinkle;弗吉尼亚大学的 Elizabeth Opila;西弗吉尼亚大学的 Shanshan Hu;阿勒格尼技术公司的 Merritt Osborne;Bayside Materials Technology 的 Doug Freitag;BWX Technologies, Inc 的 Scott Shargots 和 Joe Miller;Ceramic Tubular Products LLC 的 Jeff Halfinger;Commonwealth Fusion Systems 的 Trevor Clark;挪威船级社的 Chris Taylor;电力研究院的 David W. Gandy、Marc Albert 和 John Shingledecker;Equinor 的 Rune Godoy;Fluor 的 Gary Cannell;Free Form Fibers 的 Jeff Vervlied;通用原子公司的 Hesham Khalifa 和 Ron S. Fabibish;通用电气的 Lillie Ghobrial、Jason Mortzheim、Patrick Shower、Akane Suzuki、Shenyan Huang 和 Jason Mortzheim;哈里伯顿的 Kyris Apapiou 和 Thomas Pislak;Hatch 的 Gino de Villa;肯纳金属公司的 Paul Prichard。;林肯电气公司的 Badri Narayanan;金属粉末工业联合会的 James Adams 和 Bill Edwards;Metal Power Works 的 John Barnes;Pixelligent Technologies LLC 的 Robert J. Wiacek;雷神技术公司的 Alison Gotkin 和 Prabhjot Singh;Roboze 的 Arash Shadravan;Saferock 的 Torbjorn Vralstad;圣戈班的 John Pietras;斯伦贝谢的 Anatoly Medvedev;西门子公司的 Anand Kulkarni;钢铁贸易公司的 Doug Marmaro;泰纳瑞斯的 Gonzalo Rodriguez Jordan;巴恩斯全球顾问公司的 Kevin Slattery;Timet 的 WIlliam MacDonald;Timken Steel 的 Carly Antonucci;Ultra Safe Nuclear 的 Kurt Terrani;北德克萨斯大学的 Rajarshi Bannerje;以及福伊特水电的 Seth Smith。
本文讨论了在恶劣环境下废热回收 (WHR) 的工业潜力——恶劣环境下废热回收的定义是废热流的温度至少为 650°C 或含有使热回收复杂化的反应性成分。分析涵盖五个行业(钢铁、铝、玻璃、水泥和石灰),选择这些行业是基于生产量、含有恶劣环境成分的废气排放量、回收比目前回收量多得多的热量的可能性以及目前缺乏可接受的 WHR 选项。这些行业在恶劣环境下产生的废热流中发现的总潜在能源节约相当于美国制造业损失的工艺热能的 15.4%(113.6 TWh)。评估了这些行业现有的技术和材料,并估算了每个工业部门可从恶劣环境气体中回收的废热。最后,对每个废热源的深入总结显示了废热可以在何处回收以及必须解决哪些具体问题。潜力最大的是钢铁高炉(46 TWh/年)。考虑的其他废热流包括钢电弧炉(14.1 TWh/年)、平板玻璃(3.6 TWh/年)、容器玻璃(5.7 TWh/年)、玻璃纤维(1.1 TWh/年)、特种玻璃(2.2 TWh/年)、铝熔炉(4.7 TWh/年)、水泥(17.1 TWh/年)和石灰(10.5 TWh/年)。尽管在恶劣环境中回收废热的尝试大多未获成功,但研究和技术的进步可能会释放出巨大的能源和成本节约潜力。
所有这些处理能力都无法在数据中心内保持凉爽和舒适。CPU 必须在生产线或化学处理设施的恶劣环境中全天候可靠运行。单板计算机的处理要求越来越高,而且在恶劣环境下需要高可靠性,这给电源管理带来了新的挑战。高性能单板计算机的功耗很容易达到 25 W 甚至更高。环境工作温度可以达到 85˚C,几乎没有空气冷却。小尺寸需要多层印刷电路板 (PCB) 堆叠,这会增加高热应力和噪声敏感性。因此,您选择的任何电源解决方案都不能使热负荷变得更糟。