芯耀
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隨著數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新迭代與規(guī)模化應(yīng)用，算力需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心能耗以指數(shù)級(jí)速度攀升。在全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、中國(guó)"雙碳"戰(zhàn)略及新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)范的政策導(dǎo)向下，數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)正經(jīng)歷革命性變革——液冷技術(shù)成為行業(yè)主流選擇，其高效散熱能力成為破解高密度算力能耗難題的關(guān)鍵方案。
在液冷技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，一種看似普通的工業(yè)材料——橡膠材料，正扮演著不可或缺的角色。作為液冷系統(tǒng)管路連接、密封、減震的核心組件，橡膠材料的性能直接決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性與使用壽命。從冷卻液的防泄漏密封，到設(shè)備運(yùn)行中的振動(dòng)緩沖，再到復(fù)雜環(huán)境下的耐腐蝕性保障，橡膠材料以其獨(dú)特的物理特性，成為科技設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的「剛需」保障。
一、密封保障，滴水不漏
液冷系統(tǒng)的頭等大事是防泄漏。冷卻液一旦滲漏，輕則設(shè)備停機(jī)，重則引發(fā)短路風(fēng)險(xiǎn)。橡膠憑借天生的彈性與柔韌性，能緊密貼合接口縫隙，三元乙丙橡膠（EPDM）密封圈就是典型代表，據(jù)相關(guān)測(cè)試表明，采用優(yōu)質(zhì)EPDM密封圈的液冷系統(tǒng)，其密封可靠性高達(dá)99%以上，大大降低了冷卻液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。在數(shù)據(jù)中心的精密液冷管道中，橡膠密封件的誤差精度控制在0.01毫米級(jí)，比頭發(fā)絲還細(xì)。
二、耐腐抗蝕，穩(wěn)定擔(dān)當(dāng)
液冷系統(tǒng)中的冷卻液，種類繁多，成分復(fù)雜，有的是水性介質(zhì)，有的則是氟碳類化合物，它們?cè)诎l(fā)揮冷卻作用的同時(shí)，也對(duì)與之接觸的材料發(fā)起了“化學(xué)挑戰(zhàn)”。橡膠材料，憑借著自身強(qiáng)大的耐腐蝕能力，在這場(chǎng)“化學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)”中屹立不倒。
以氟橡膠（FKM）為例，其對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)都有著出色的抵抗能力，由氟橡膠制成的密封件和管道能夠與這些冷卻液和諧共處，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，其耐化學(xué)性能經(jīng)過嚴(yán)苛測(cè)試，在高溫、高濃度的冷卻液環(huán)境下，依然能保持性能穩(wěn)定，確保系統(tǒng)不受化學(xué)侵蝕的威脅，使用壽命比普通材料延長(zhǎng)了數(shù)倍之多。
據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示，橡膠密封件在酸性冷卻液中浸泡1000小時(shí)后，體積膨脹率僅3%，而金屬部件早已銹跡斑斑。
3）減震降噪，運(yùn)行無(wú)憂
液冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，泵體與風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，而橡膠的黏彈性使其成為 “天然緩沖墊”——服務(wù)器液冷模塊的橡膠襯墊可將振動(dòng)幅度降低80%，減少部件磨損并延長(zhǎng)設(shè)備壽命30%以上；研究數(shù)據(jù)顯示，使用橡膠減震降噪部件后，設(shè)備運(yùn)行噪音可降低10-20分貝，不僅從硬件層面提升系統(tǒng)可靠性，也讓數(shù)據(jù)中心環(huán)境噪音從工業(yè)級(jí)嘈雜水平（約80分貝）降至更接近辦公室的安靜區(qū)間（60-70分貝），顯著改善工作人員的長(zhǎng)期作業(yè)環(huán)境，其通過分子鏈運(yùn)動(dòng)吸收振動(dòng)能量的黏彈性機(jī)制，更在0-200Hz主要振動(dòng)頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)于金屬?gòu)椈傻木彌_效果。
4）隔熱保溫，節(jié)能增效
在一些對(duì)溫度控制要求極高的液冷系統(tǒng)中，精確的溫度控制對(duì)于設(shè)備的正常運(yùn)行和檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。在數(shù)據(jù)中心的高溫環(huán)境中，橡膠管路外層可使冷卻液溫度波動(dòng)控制在±1℃，確保設(shè)備始終在最佳狀態(tài)下工作。從能源利用的角度來看，橡膠材料的隔熱保溫性能可以減少熱量的損失，使冷卻液能夠更高效地吸收設(shè)備產(chǎn)生的熱量，從而降低了制冷設(shè)備的工作負(fù)荷，節(jié)省了大量的電能。據(jù)估算，采用優(yōu)質(zhì)橡膠隔熱材料的液冷系統(tǒng)，其能源消耗可比普通系統(tǒng)降低10%-15%，這在倡導(dǎo)綠色節(jié)能的今天，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
雖然橡膠材料以其獨(dú)特的物理特性，成為科技設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的「剛需」保障。然而，除少數(shù)合成橡膠外，大多數(shù)合成橡膠制品與天然橡膠一樣，都是易燃或者可燃材料。目前主要采用添加阻燃劑或阻燃填充劑的方法及與阻燃材料共混改性來提高阻燃性。另外，聚合時(shí)在單體中引人阻燃基團(tuán)也是阻燃技術(shù)中的有效方法，提高橡膠制品的交聯(lián)密度對(duì)阻燃也有好的影響。下面將簡(jiǎn)單介紹幾種橡膠的阻燃技術(shù)：
1）烴類橡膠
烴類橡膠包括NR、SBR、BR、IIR、EPR、EPDM等。NBR雖不屬于烴類橡膠，但其阻燃技術(shù)與烴類橡膠極為相似，故歸人烴類橡膠處理。
烴類橡膠的氧指數(shù)大約在19~21之間，熱分解溫度范圍為200-500°C，其耐熱及阻燃性一般較差，燃燒時(shí)的分解產(chǎn)物大部分都是可燃性氣體。此類橡膠的阻燃常采用的技術(shù)如下。
與阻燃高聚物共混如與聚氯乙烯、氣化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯等高聚物共混，可適當(dāng)提髙烴類橡膠的阻燃性。在共混時(shí)要注意考慮相容性及共交聯(lián)問題。
添加阻燃劑這是烴類橡膠提髙阻燃性的重要途徑，并利用阻燃劑的并用協(xié)同效應(yīng)來進(jìn)一步提高阻燃效果。常用的阻燃劑多為有機(jī)鹵類阻燃劑，其中全氯環(huán)戊癸垸、十溴聯(lián)苯醚、氯化石蠟等使用得較多。并用的無(wú)機(jī)阻燃劑以三氧化二銻居多，其次還有硼酸鋅、水合氧化鋁、氣化銨等。使用時(shí)注意含鹵阻燃劑中不能含有游離鹵，因?yàn)樵诩庸み^程中，游離鹵會(huì)腐蝕設(shè)備和模具，對(duì)橡膠的電性能和老化性能有不良影響。此外要注意阻燃劑的用量對(duì)橡膠力學(xué)性能的不良影響。
添加阻燃性無(wú)機(jī)填料如碳酸鈣、陶土、滑石粉、白炭黑、氫氧化鋁等，以盡可能減少可燃有機(jī)物質(zhì)的比例。碳酸鈣、氮氧化鋁分解時(shí)具有吸熱效應(yīng)。這種方法會(huì)降低膠料的某些物理機(jī)械性能，填充量不能太大。
提髙橡膠的交聯(lián)密度試驗(yàn)證明，提高橡膠的交聯(lián)密度可提高其氧指數(shù)。因而可提高橡膠的阻燃性。這可能是由于膠料熱分解溫度提高所致。這種方法已在乙丙橡膠中得到應(yīng)用
2）含鹵橡膠
含鹵橡膠中均含有鹵元素，氧指數(shù)一般在28-45之間，F(xiàn)PM的氧指數(shù)甚至達(dá)到65以上。一般含鹵橡膠中的鹵素含量越高，其氧指數(shù)越高。這類橡膠本身具有較高的阻燃性，離火自熄。因此其阻燃處理要比烴類橡膠容易。為進(jìn)一步提高含鹵橡膠的阻燃性，通?？刹捎锰砑幼枞紕┑姆椒ā?/p>
3）雜鏈橡膠
這類橡膠中最有代表性的是二甲基硅橡膠，其氧指數(shù)為25左右。其實(shí)用的阻燃途徑是提髙其熱分解溫度、增加熱分解時(shí)的殘?jiān)?、減緩可燃性氣體的產(chǎn)生速度等。
未來，隨著科技的飛速發(fā)展，液冷系統(tǒng)對(duì)橡膠材料的性能要求也將水漲船高。研發(fā)更耐高溫、耐高壓的橡膠材料，成為了行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前，科研人員正在積極探索新型橡膠配方和制造工藝，通過引入納米材料、新型添加劑等手段，不斷提升橡膠材料的性能極限。例如，將納米粒子均勻分散在橡膠基體中，可以顯著提高橡膠的強(qiáng)度、耐磨性和導(dǎo)熱性，使其更好地適應(yīng)液冷系統(tǒng)的嚴(yán)苛工作環(huán)境。
