المبددات الحرارية المصنوعة من النحاس أو الألومنيوم، أيهما أفضل؟

تعتبر المشتتات الحرارية عناصر أساسية لتلك الأنظمة التي تنتج الحرارة وتبقى عند مستوى جيد من درجة الحرارة لمنع التدهور في درجات الحرارة المرتفعة. خاصية النحاس للتحكم في الطاقة الحرارية على المستوى الجزئي للدائرة الإلكترونية تجعلها خيارًا ناشئًا للمشتت الحراري لصناعة الحوسبة عالية التقنية. تحتوي مادة المشتت الحراري للنحاس مقابل الألومنيوم على جوانب في نقل الحرارة والقصور الذاتي الحراري والتوصيل الحراري والتكلفة. يجب أن تكون المعرفة حول هذه التأثيرات مطروحة للحكم على المادة المناسبة والملف الحراري.

الحرارة بالوعة المواد

تعمل هذه المادة على إزالة الحرارة من الجانب الحراري وجعلها متاحة للغلاف الجوي عن طريق حركة الإلكترون الحرة نحو جانب الحوض. الخصائص الرئيسية والمهمة لهذا النوع من المواد هي كفاءة نقل الحرارة، الوزن المنخفض، الاستقرار، سهولة البثق/التصنيع والتكلفة. مع الأخذ في الاعتبار هذه الخصائص، فإن المواد المثلى لتصريف الحرارة هي الألومنيوم والنحاس. لأن تعدين هذه المواد ممكن وله تطبيق في الصناعة. لكن السؤال الرئيسي هو اختيار مادة المشتت الحراري المناسبة والرخيصة ذات وظائف نقل الحرارة الجيدة / خصائص المبادل الحراري. لمزيد من المعلومات، يرجى الاطلاع على أشرطة فيديو يوتيوب هذه.

نوع المشتت الحراري الشائع

تحتوي مواد المشتت الحراري على فئات مختلفة بسبب سهولة التصنيع والبثق ونوع التصميم والتطبيق في المعدات. محتوى المشتت الحراري من النحاس مقابل الألومنيوم له أيضًا علاقة بأنواع المشتتات الحرارية. الأنواع المختلفة لمواد المشتت الحراري هي:

لمحات بالوعة الحرارة من الألومنيوم

تتمتع مادة الألومنيوم بخصائص قذف جيدة مع بروز زعانف رفيعة ومساحة سطحية قصوى لوظائف نقل الحرارة. هذه الملامح هي نتيجة لعملية البثق. إنها طريقة رخيصة وفعالة وشائعة وجيدة لنقل الحرارة. يوضح الشكل رقم 1 جوانب المشتت الحراري للألمنيوم. الشكل رقم 1 لملف المشتت الحراري للألمنيوم.

الشكل رقم 1 لملف المشتت الحراري للألمنيوم

جولة بالوعة الحرارة الألومنيوم

هذه الملامح دائرية ذات زعانف رفيعة في الاتجاه الشعاعي ولها نتوء على طول الاتجاه المحوري. يمكنها أن تشع وتنقل الحرارة إلى الغلاف الجوي حسب مساحة السطح. إنها طريقة شائعة للتحكم في درجة حرارة الأجهزة الإلكترونية. يوضح الشكل رقم 2 ملف المشتت الحراري المصنوع من الألومنيوم المستدير. الشكل.رقم 2 ملف المشتت الحراري للألمنيوم.

الشكل رقم 2 لملف المشتت الحراري للألمنيوم

مبرد وحدة المعالجة المركزية النحاسي بالكامل

إنها طريقة أكثر كفاءة ومتقدمة لسحب الحرارة من وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر عالي التقنية إلى الغلاف الجوي. قد تستخدم وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر التقليدية المشتت الحراري المصنوع من الألومنيوم، لكن وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر عالية التقنية تتطلب تصدير المزيد من طاقة الجول في الثانية. ولذلك فإن النحاس هو أفضل مادة لهذا النشاط لأنه يمكن أن يصدر أكثر من أربعين بالمائة من الجول الحراري في الثانية مقارنة بالألمنيوم.

أنبوب النحاس الكهربائي

تقوم الأنابيب النحاسية بنقل السائل من أحد جوانب المشتت الحراري ذات الطاقة الحرارية العالية إلى جانب المشتت الحراري ذي درجة الحرارة المنخفضة في وضع الإشعاع والحمل الحراري. يمكن أن يأخذ السائل ويغطي حرارته على المحيط الخارجي للأنبوب مع وضع الدوران. يتم نقل الحرارة إلى الغلاف الجوي عن طريق الإثارة الفيزيائية / الحمل الحراري لجزيئات الهواء والإشعاع.

ما هو المعدن الذي يسخن بشكل أسرع؟

إذا قمنا بإجراء مقارنة بين مادة المشتت الحراري النحاس والألومنيوم وانظر الجدول رقم 1، فمن الواضح أن النحاس يحتاج فقط إلى ثلاثين إلى أربعين بالمائة من الطاقة الحرارية للتسخين.

ترجع هذه الحقيقة إلى الموصلية الحرارية العالية للنحاس والأعداد الكبيرة المتاحة من إلكترونات التكافؤ. فهو يجعل توزيع درجة حرارة المشتت الحراري أسهل بكثير بالنسبة للأجهزة الإلكترونية الدقيقة. لأن الإلكترونيات الدقيقة تحتاج إلى كمية صغيرة من توزيع الحرارة على الفور ويمكن للنحاس أن يوفر لها هذا الإمداد.

ما هو المعدن الأفضل موصلاً للحرارة؟

يمكن للنحاس توصيل المزيد من الطاقة الحرارية (في الثانية لوحدة طول واحدة ودرجة حرارة كلفن) بسبب العدد الكبير من إلكترونات التكافؤ وسرعة انجراف الإلكترونات العالية. ويبين الجدول رقم 2 نفس الحقيقة أيضًا.

وبالتالي يمكن للنحاس توفير عدد أكبر من إلكترونات التكافؤ عند الطرف السالب. يمكنه توصيل الحرارة وتغطيتها وإشعاعها في أي اتجاه متاح لجعل المكون باردًا وفعالًا في نطاق درجة حرارة العمل.

أفضل المواد المبردة

تعتمد أفضل مادة للمشتت الحراري على العوامل التالية:

1. سهولة التصنيع

2. من السهل تصنيع الزعانف الرقيقة أو البثق

3. يوصل المزيد من الحرارة في وقت أقل

4. من السهل أن تسخن

5. الثبات الحراري عند درجات الحرارة المرتفعة

6. الدكتايل في درجة حرارة العمل

7. رخيص

إذا تمت مقارنة مادة حوض النحاس مقابل الألومنيوم بهذه الخطوات السبعة، فقد نشير إلى أنه لا توجد مادة واحدة تمتلك كل هذه الخصائص. ولذلك فإن الخيار الوحيد هو إعطاء الأولوية للخصائص في مادة واحدة لتطبيق معين.

أيهما أفضل المبدد الحراري النحاس أم الألومنيوم؟

إذا كان التطبيق يتضمن إلكترونيات دقيقة تتطلب معالجة أقل للحرارة ويمكن أن تنطوي على تكلفة عالية، فإن النحاس يعتبر مصدر حرارة أفضل من الألومنيوم. ولكن إذا كان المنتج يتطلب كمية متوسطة من الحرارة لتبديدها من المبادل الحراري ولا يتحمل سعرًا مرتفعًا للتصنيع والمواد (سعر المشتت الحراري للنحاس أعلى من الألومنيوم)، فإن الألومنيوم هو مادة مشتت حراري أفضل من النحاس.

التوصيل الحراري

تحدد الموصلية الحرارية الكفاءة ووظائف نقل الحرارة لمواد المشتت الحراري عند أفضل مستوى من درجات الحرارة. وبالتالي يمكن للمرء أن يقول أن الموصلية الحرارية العالية للنحاس تجعله مناسبًا لنقل الحرارة في الإلكترونيات الدقيقة دون ارتفاع درجة حرارة المكون حتى في درجات الحرارة المنخفضة. جدول رقم 2 يوضح التوصيل الحراري للنحاس والألومنيوم.

أكسدة بالوعة الحرارة

كلا المادتين المشتتتين للحرارة تتأكسدان عند درجة حرارة عالية ولكن في حالة النحاس تصل إلى اللون الأسود عند درجة حرارة حوالي مائتين وخمسين درجة مئوية. لكن الألومنيوم قد يتأكسد عند درجة حرارة أربعمائة درجة مئوية، وهو أمر غير ممكن أن تتطور مادة المشتت الحراري بعد انتقال الحرارة. يوضح الشكل رقم 3 الأكسدة السوداء للنحاس والألومنيوم. قد يتسبب الهجوم الكيميائي أيضًا في أكسدة كلتا المادتين.

الشكل رقم 3 أكسدة النحاس الأسود.

الوزن والتكلفة

الوزن : يتميز النحاس بكثافة أعلى بثلاث مرات تقريبًا من الألومنيوم، وله وزن أكبر لكل وحدة مكعب، مما يجعله أقل ملاءمة للأجهزة الحساسة للوزن. يوضح الجدول رقم 3 كثافة النحاس والألومنيوم.

جدول رقم 3 كثافات النحاس والألومنيوم.

التكلفة : نظراً لارتفاع درجة حرارة التعدين، وقلة وفرة الخام، واستخراج النحاس، فإن تكلفته أعلى بثلاث مرات تقريباً من الألومنيوم، لذا فإن مشتت الحرارة النحاسي أغلى من الألومنيوم.

التشغيل في الماكينات

يعتبر المشتت الحراري المصنوع من الألومنيوم مادة جيدة للتشكيل في قوالب الزعانف والبثق للحصول على شكل نقل الحرارة النهائي بمساحة سطحية كبيرة. يعد هذا إجراءً شائعًا بالنسبة للمشتتات الحرارية لنقل الحرارة المصنوعة من الألومنيوم بسبب سهولة استخدامه وتنوعه بطبيعته. في بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بسبب الشكل المعقد للزعانف لمقاطع الألمنيوم، وبالتالي فإن التصنيع ضروري لهذه الأنواع من الوظائف. النحاس ليس جيدًا لقذف مقاطع شكل الزعانف بسبب ارتفاع استخدام الطاقة الحرارية في الإعلام والتشكيل، وبالتالي فهو يخضع للتشغيل الآلي.

لماذا تختار غرفة التبريد المخصصة من Tuofa

إذا كان التطبيق يتطلب مشتتًا حراريًا مخصصًا بمعلمات، فلا يمكن إلا للخبراء أن يخبرونا بالاختيار بين مواد المشتت الحراري المصنوعة من النحاس مقابل الألومنيوم. يمكن للعميل اختيار النحاس نظرًا للتوصيل الحراري العالي والألمنيوم نظرًا لتكلفته المنخفضة، ولكن يمكن لشركة Tuofa إجراء تحليل متعمق للمعادن والبثق والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي. حصلت Tuofa على شهادة ISO 9001 مع خبرة في وظائف نقل الحرارة والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي لمواد حوض الأكل. على سبيل المثال، يمكن للمرء أن يفكر في استخدام مفهوم المشتت الحراري المصنوع من المعدن السائل والألومنيوم ولكن يمكن لـ Tuofa التحدث عن التفاعل التفاعلي بين المعدن السائل والمشتت الحراري المصنوع من الألومنيوم. لمزيد من المعلومات يرجى زيارة toufa-cncmachining.com.

أسئلة وأجوبة حول غرفة التبريد المعدنية

هل النحاس أم الألومنيوم موصل أفضل؟

يعد النحاس موصلًا أفضل للطاقة الحرارية من الألومنيوم ولكنه مكلف وله قيود على قذف الزعانف والأكسدة السوداء. يمكن أن يفقد النحاس التوصيل الحراري إذا أزعجت الظروف الحرارية الكيمياء وتفاعلات الأكسدة وإلكترونات التكافؤ وخصائص التآكل.

هل الألومنيوم أم النحاس أفضل لأنابيب الحرارة؟

يعتبر النحاس أفضل لأنابيب الحرارة لأنه يمكنه توصيل الطاقة الحرارية إلى محيط المادة، مما يؤدي إلى نقلها إلى الغلاف الجوي عن طريق إشعاع الحرارة والحمل الحراري. لكن بثق النحاس أو سحبه لتصنيع الأنابيب له قيود معدنية على البثق.