لماذا النقاء يدفع الموصلية الحرارية
في الألومنيوم، يتم التحكم في التوصيل الحراري بشكل رئيسي عن طريق تشتت الإلكترونات والفونونات. تعمل عناصر صناعة السبائك على إزعاج الشبكة البلورية وزيادة التشتت، لذلك توجد أعلى الموصلية في أنقى الدرجات. ولهذا السبب تهيمن سلسلة 1xxx على تطبيقات نقل الحرارة-، بينما تقبل السبائك ذات القوة الأعلى- بعض فقدان الموصلية مقابل الأداء الميكانيكي.
1100: أعلى درجة توصيلية
1100 ألومنيوم، بنسبة 99% تقريبًا من الألومنيوم، توفر حوالي 222 وات/م·ك، وهي الأعلى بين الدرجات القياسية. إن افتقارها إلى عناصر السبائك يقلل من تشتت الإلكترون من أجل نقل الحرارة الأمثل، ويستخدم بشكل شائع في المشتتات الحرارية وأدوات الطهي والمبادلات الحرارية. ليونتها تحد من التطبيقات الهيكلية، ولكن تكلفتها أقل بحوالي 30٪ من العديد من بدائل السبائك.
1050 للواجبات الكهربائية والحرارية
يوفر 1050 حوالي 220 واط/م·ك مع نقاء 99.5% ويفضل لملفات المحولات لأنه يقلل من خسائر التيار الدوامي. يعمل محتواه الحديدي الأعلى قليلاً على تحسين استقرار المقاومة الكهربائية، كما أن درجة حرارة O الملدنة تسمح بالتشكيل البارد - إلى رقائق رقيقة . 1050 تمثل حصة كبيرة من سوق موصلات المحولات من النوع الجاف - العالمي وتكلف أقل من النحاس للحصول على أداء حراري مكافئ.
6063-T5: قوة مع نقل جيد للحرارة
يوفر 6063-T5 حوالي 201 واط/م · كلفن، أي أقل بنسبة 10% تقريبًا من 1100، ولكن مع قوة إنتاج أعلى بحوالي أربعة أضعاف. تعمل إضافات المغنيسيوم والسيليكون على تحسين القدرة على البثق، مما يتيح زعانف المشتت الحراري المعقدة، كما أن توافقها مع الأنودة يجعلها مثالية لأنظمة التبريد LED. تستخدم نسبة كبيرة من مشعات الألومنيوم هذه السبيكة لأنها توازن بين الاحتياجات الحرارية والميكانيكية بشكل أفضل من الألومنيوم النقي.
مقايضة-السبائك-عالية القوة
-تتحمل السبائك عالية القوة عقوبة حرارية. على سبيل المثال، ينخفض 2024 إلى حوالي 151 واط/م·ك بسبب محتواه من النحاس، ويمكن أن تؤدي المعالجة الحرارية إلى تقليله بشكل أكبر. تُستخدم مثل هذه السبائك عندما تفوق قوتها الأداء الحراري، مثل جلود الطائرات، وقد تتطلب مواد واجهة حرارية عند وضعها بالقرب من الأجهزة الإلكترونية. يظل التمدد الحراري مستقرًا عبر درجات الحرارة.
تأثير الأنودة على انتقال الحرارة
تضيف الأنودة طبقة أكسيد عازلة من 5 إلى 10 ميكرون مع موصلية منخفضة للغاية، ويمكن أن تقلل الأنودة الصلبة من نقل الحرارة بحوالي 12% مقارنة بالمعدن العاري. ومع ذلك، تعمل الأسطح المؤكسدة على تحسين انبعاث الإشعاع، مما يساعد على التبريد الحراري والإشعاعي. أفضل الممارسات هي ترك المسارات الحرارية الحرجة غير مطلية أثناء أنودة باقي المكون.
التعليمات
س1: ما هي سبائك الألومنيوم التي تتمتع بأعلى موصلية حرارية؟
يوفر الألومنيوم 1100 أعلى موصلية قياسية عند حوالي 222 واط/م·ك، يليه مباشرة 1050 عند حوالي 220 واط/م·ك. تعمل درجات النقاء الأعلى-مثل 1070 و1060 بشكل مماثل.
س2: هل يمكن أن يحل 6063 محل 1100 في المشتتات الحرارية؟
نعم، في معظم تصميمات المشتت الحراري. 6063-يتخلى T5 عن حوالي 10% من الموصلية ولكنه يوفر قوة وقابلية انبثاق أفضل بكثير، مما يتيح زعانف أرفع وأشكال هندسية معقدة تعمل على تحسين أداء التبريد بشكل عام.
س 3: هل تؤذي عملية الأنودة أداء المشتت الحراري؟
إنه يقلل قليلاً من التوصيل عبر الطلاء ولكنه يزيد من انبعاثية السطح، مما يحسن التبريد الإشعاعي. للحصول على أفضل النتائج، قم بإخفاء أسطح التلامس وقم بأكسدة مناطق الزعانف.
س4: لماذا يستخدم الألمنيوم بدلا من النحاس في المبادلات الحرارية؟
يحتوي الألومنيوم على حوالي 60% من موصلية النحاس بثلث-الكثافة تقريبًا وتكلفة أقل لكل وحدة حجم، مما يوفر أداءً حراريًا أفضل-مقيسًا وتكلفة-مقيسًا.
س5: ما هو المزاج الذي يجب اختياره للمشتت الحراري؟
بالنسبة للسبائك 1xxx، توفر درجات الحرارة O أو H الخفيفة أقصى قدر من التوصيل؛ بالنسبة للمنتج المبثوق 6063، يعد T5 هو الاختيار القياسي لأنه يوازن بين التوصيل والقوة واستقرار الأبعاد.