Kupari vs alumiinijäähdytyslevyt, kumpi on parempi

Jäähdytyselementit ovat olennaisia ​​osia järjestelmissä, jotka tuottavat lämpöä ja pysyvät hyvällä lämpötilatasolla korkean lämpötilan hajoamisen estämiseksi. Kuparin ominaisuus lämpöenergian ohjaamiseen elektroniikkapiirin mikrotasolla tekee siitä nousevan jäähdytyselementin korkean teknologian laskentateollisuudelle. Kupari vs. alumiini Jäähdytyslevymateriaalilla on näkökohtia lämmönsiirrossa, lämpöinertiassa, lämmönjohtavuudessa ja kustannuksissa. Tietoa näistä vaikutuksista tulee olla saatavilla oikean materiaalin ja lämpöprofiilin arvioimiseksi.

Lämpöaltaan materiaali

Tämä materiaali poistaa lämpöä lämpöpuolelta ja antaa sen ilmakehään vapaalla elektroniliikkeellä nielun puolelle. Tällaisten materiaalien tärkeimmät ja tärkeät ominaisuudet ovat lämmönsiirron tehokkuus, keveys, stabiilius, helppous suulakepuristuksessa / koneistuksessa ja hinta. Nämä ominaisuudet huomioon ottaen optimaaliset jäähdytyselementit ovat alumiini ja kupari. Koska näiden materiaalien metallurgia on mahdollista ja sitä voidaan käyttää teollisuudessa. Mutta pääkysymys on valita oikea ja halpa jäähdytyselementtimateriaali, jolla on hyvät lämmönsiirtotoiminnot / lämmönvaihdinominaisuudet. Katso lisätietoja näistä YouTube-videoista.

Yleinen jäähdytyselementtityyppi

Jäähdytyslevymateriaaleissa on erilaisia ​​luokkia valmistuksen, suulakepuristuksen, suunnittelutyypin ja laitteissa käytettävän helpon vuoksi. Copper vs Aluminium -jäähdytyslevyn sisältö liittyy myös jäähdytyslevytyyppeihin. Erityyppisiä jäähdytyselementtien materiaaleja ovat:

Jäähdytyslevyprofiilit alumiinista

Alumiinimateriaalilla on hyvät suulakepuristusominaisuudet, ohuiden ripojen ulkoneminen ja suurin pinta-ala lämmönsiirtotoimintoja varten. Nämä profiilit ovat tulosta ekstruusioprosessista. Se on halpa, tehokas, yleisesti saatavilla oleva ja hyvä lämmönsiirtomenetelmä. Kuvassa nro 1 on alumiiniset jäähdytyselementit. Kuva nro 1 Alumiininen jäähdytyselementtiprofiili.

Kuva nro 1 Alumiininen jäähdytyselementtiprofiili

Pyöreä alumiininen jäähdytyslevy

Nämä profiilit ovat pyöreitä, ja niissä on ohuet säteittäissuunnassa olevat evät ja niissä on ulkonema aksiaalisuunnassa. Ne voivat säteillä ja siirtää lämpöä ilmakehään pinta-alan mukaan. Se on yleinen tapa säätää elektronisten laitteiden lämpötilaa. Kuvassa nro 2 on pyöreä alumiininen jäähdytyselementtiprofiili. Kuva nro 2 Alumiininen jäähdytyselementtiprofiili.

Kuva nro 2 Alumiininen jäähdytyselementtiprofiili

Täyskuparinen CPU-jäähdytin

Se on tehokkaampi ja edistyneempi tapa siirtää lämpöä korkean teknologian tietokoneen suorittimesta ilmakehään. Perinteinen tietokoneen prosessori voi käyttää alumiinista jäähdytyselementtiä, mutta korkean teknologian tietokoneen CPU vaatii enemmän jouleenergiaa sekunnissa. Siksi kupari on paras materiaali tähän toimintaan, koska se voi viedä yli neljäkymmentä prosenttia lämpöjoulea sekunnissa kuin alumiini.

Sähköinen kupariputki

Kupariputket siirtävät nestettä korkean lämpöenergian puolelta matalan lämpötilan jäähdytyselementin puolelle säteily- ja konvektiotilassa. Se voi ottaa nestettä ja siirtää lämpönsä putken ulkokehälle kiertotilassa. Lämmönsiirto ilmakehään tapahtuu ilmamolekyylien ja säteilyn fysikaalisella virityksellä/konvektiolla.

Mikä metalli lämpenee nopeimmin

Jos vertaillaan kupari- ja alumiinijäähdytyselementin materiaalia ja katso taulukko nro 1, on selvää, että kupari tarvitsee vain XNUMX-XNUMX prosenttia lämpöenergiasta lämpenemiseen.

Tämä tosiasia johtuu kuparin korkeasta lämmönjohtavuudesta ja käytettävissä olevasta suuresta valenssielektronimäärästä. Se tekee jäähdytyslevyn lämpötilan jakautumisesta paljon helpompaa mikroelektroniikan laitteille. Koska mikroelektroniikka tarvitsee hetkessä pienen määrän lämmönjakoa ja kupari voi tarjota sen sille.

Mikä metalli on paras lämmönjohdin

Kupari voi johtaa enemmän lämpöenergiaa (sekunnissa yksikköpituudella ja Kelvin-lämpötilalla) suuren valenssielektronimäärän ja suuren elektronien ajautumisnopeuden ansiosta. Taulukko nro 2 osoittaa myös saman tosiasian.

Siten kupari voi tarjota enemmän valenssielektroneja negatiivisen pään terminaaliin. Se voi johtaa, kovettaa ja säteillä lämpöä mihin tahansa käytettävissä olevaan suuntaan tehdäkseen komponenteista viileäksi ja tehokkaaksi käyttölämpötila-alueelle.

Paras jäähdytyselementin materiaali

Paras jäähdytyselementin materiaali riippuu seuraavista tekijöistä:

1. On helppo valmistaa

2. Helppo ohut ripakoneistus tai suulakepuristus

3. Johtaa enemmän lämpöä lyhyemmässä ajassa

4. Helppo lämpenee

5. Lämpöstabiilisuus korkeassa lämpötilassa

6. Muovattava työlämpötilassa

7. Halpa

Jos kupari-alumiini-altaan materiaalilla on vertailua näiden 7 vaiheen kanssa, on selvää, että yhdelläkään materiaalilla ei ole kaikkia näitä ominaisuuksia. Siksi ainoa vaihtoehto on asettaa yhden materiaalin ominaisuudet etusijalle tiettyä sovellusta varten.

Kumpi on parempi jäähdytyselementti kupari tai alumiini

Jos sovellus koskee mikroelektroniikkaa, joka vaatii vähemmän lämpökäsittelyä ja voi aiheuttaa korkeita kustannuksia, kupari on parempi jäähdytyselementti kuin alumiini. Mutta jos tuote vaatii keskimääräisen määrän lämpöä poistuakseen lämmönvaihtimesta, eikä sillä ole varaa korkeaan koneistukseen ja materiaaliin (kuparin jäähdytyselementin hinta on korkeampi kuin alumiinin), alumiini on parempi jäähdytyselementtimateriaali kuin kupari.

Lämmönjohtokyky

Lämmönjohtavuus määrittää jäähdytyselementtimateriaalin tehokkuuden ja lämmönsiirtotoiminnot parhaalla lämpötilatasolla. Voidaan siis sanoa, että kuparin korkea lämmönjohtavuus tekee siitä sopivan lämmönsiirtoon mikroelektroniikassa ilman komponentin ylikuumenemista jopa alhaisessa lämpötilassa. Taulukko 2 esittää kuparin ja alumiinin lämmönjohtavuudet.

Jäähdytyselementin hapetus

Molemmat jäähdytyslevymateriaalit hapettuvat korkeassa lämpötilassa, mutta kuparin tapauksessa se hapettuu mustaksi noin kahdensadan viidenkymmenen asteen lämpötilassa. Mutta alumiini saattaa hapettua neljän sadan celsiusasteen lämpötilassa, mikä ei ole mahdollista, että jäähdytyselementtimateriaali voi kehittyä lämmönsiirron jälkeen. Kuva nro 3 esittää kuparin ja alumiinin mustaa hapettumista. Kemiallinen hyökkäys voi myös aiheuttaa molempien materiaalien hapettumista.

Kuva nro 3 Kuparimustan hapettuminen.

Paino ja hinta

Paino : Kupari on noin kolme kertaa tiheämpää ja sen kuutiopaino on alumiinia suurempi, mikä tekee siitä vähemmän sopivan painoherkille laitteille. Taulukko nro 3 näyttää kuparin ja alumiinin tiheydet.

Taulukko 3 Kuparin ja alumiinin tiheydet.

Kustannukset : Korkean lämpötilan metallurgian, vähäisemmän malmimäärän ja kuparin louhinnan vuoksi sen hinta on noin kolme kertaa korkeampi kuin alumiinin, joten kuparinen jäähdytyselementti on kalliimpi kuin alumiini.

työstettävyys

Alumiininen jäähdytyselementti on hyvä materiaali siivekkeiden muovaamiseen ja suulakepuristamiseen lopulliseen lämmönsiirtomuotoon suurella pinta-alalla. Tämä on yleinen menetelmä alumiinin lämmönsiirtojäähdytyslevyille, koska se on helppokäyttöinen ja monipuolinen. Joskus CNC-työstö on tarpeen alumiiniprofiilien monimutkaisen rivan muodon vuoksi, joten koneistus on välttämätöntä tällaisissa töissä. Kupari ei sovellu evien muotoprofiilien suulakepuristamiseen korkean lämpöenergian kulutuksen vuoksi tiedottamisesta ja muotoilusta, joten se joutuu koneistukseen.

Miksi valita Tuofa Custom -jäähdytyselementti

Jos sovellus vaatii mukautettuja jäähdytyselementtejä parametrein, vain asiantuntijat voivat valita kupari vs alumiini -jäähdytyselementin materiaalit. Asiakas voi valita kuparin korkean lämmönjohtavuuden vuoksi ja alumiinin alhaisen hinnan vuoksi, mutta Tuofa voi tehdä syväanalyysin metallurgiaan, suulakepuristus- ja CNC-koneistuksiin. Tuofalla on ISO 9001 -sertifikaatti, jolla on kokemusta lämmönsiirtotoiminnoista ja altaan materiaalin CNC-työstyksestä. Esimerkiksi nestemäisen metallin alumiinijäähdytyslevykonseptin käyttöä voidaan ajatella, mutta Tuofa voi kertoa nestemäisen metallin ja alumiinin jäähdytyslevyn reaktiivisesta reaktiosta. Lisätietoja saat osoitteesta toufa-cncmachining.com.

Usein kysyttyä metallijäähdytyselementistä

Onko kupari vai alumiini parempi johdin?

Kupari johtaa paremmin lämpöenergiaa kuin alumiini, mutta se on kallista ja sillä on rajoituksia ripaprofiilien puristamiseen ja mustan hapettumiseen. Kupari voi menettää lämmönjohtavuutensa, jos lämpöolosuhteet häiritsevät kemiaa, anodisointireaktioita, valenssielektroneja ja korroosioominaisuuksia.

Onko alumiini vai kupari parempi lämpöputkelle?

Kupari on parempi lämpöputkeksi, koska se voi johtaa lämpöenergiaa materiaalin kehälle, joka siirtää sitä edelleen ilmakehään säteilemällä lämpötiellä ja konvektiolla. Mutta kuparin suulakepuristamisella tai vetämisellä putkien valmistukseen on metallurgiset rajoitukset suulakepuristamiselle.