Koperen versus aluminium koellichamen, wat is beter?

Koellichamen zijn essentiële elementen van systemen die warmte produceren en op een goed temperatuurniveau blijven om degradatie bij hoge temperaturen te voorkomen. De eigenschap van koper om thermische energie op microniveau van elektronische circuits te regelen, maakt het een opkomende koellichaamoptie voor de hightech computerindustrie. Koper versus aluminium Koellichaammateriaal heeft aspecten op het gebied van warmteoverdracht, thermische traagheid, thermische geleidbaarheid en kosten. Kennis over deze effecten moet aanwezig zijn om het juiste materiaal- en thermische profiel te kunnen beoordelen.

Koellichaam Materiaal

Dit materiaal verwijdert warmte van de thermische kant en maakt deze beschikbaar voor de atmosfeer door vrije elektronenbeweging naar de zinkzijde. Belangrijke en belangrijke eigenschappen voor dit soort materialen zijn de efficiëntie van de warmteoverdracht, het lage gewicht, de stabiliteit, het gemak bij extrusie/bewerking en de kosten. Met het oog op deze eigenschappen zijn de optimale materialen voor het koellichaam aluminium en koper. Omdat de metallurgie van deze materialen haalbaar is en toepassing vindt in de industrie. Maar de belangrijkste vraag is om het juiste en goedkope koellichaammateriaal te kiezen met goede warmteoverdrachtsfuncties / warmtewisselaareigenschappen. Voor meer informatie kunt u deze YouTube-video's bekijken.

Algemeen type koellichaam

Warmteafvoermaterialen hebben verschillende categorieën vanwege het gemak van productie, extrusie, ontwerptype en toepassing in apparatuur. De inhoud van koperen versus aluminium koellichamen heeft ook een relatie met soorten koellichamen. Verschillende soorten koellichaammaterialen zijn:

Koellichaamprofielen van aluminium

Aluminiummateriaal heeft goede extrusie-eigenschappen met uitstekende dunne vinnen en een maximaal oppervlak voor warmteoverdrachtsfuncties. Deze profielen zijn het resultaat van een extrusieproces. Het is een goedkope, efficiënte, algemeen beschikbare en goede methode voor warmteoverdracht. Figuur nr. 1 toont koellichaamprofielen van aluminium. Figuur nr. 1 Koellichaamprofiel van aluminium.

Figuur nr. 1 Koellichaamprofiel van aluminium

Ronde aluminium koellichaam

Deze profielen zijn cirkelvormig met dunne vinnen in radiale richting en steken uit in axiale richting. Ze kunnen per oppervlak warmte uitstralen en naar de atmosfeer transporteren. Het is een gebruikelijke manier om de temperatuur van elektronische apparaten te regelen. Figuur nr. 2 toont een rond aluminium koellichaamprofiel. Figuur nr. 2 Koellichaamprofiel van aluminium.

Figuur nr. 2 Koellichaamprofiel van aluminium

Volledig koperen CPU-koeler

Het is een efficiëntere en geavanceerdere methode om warmte van de hightech computer-CPU naar de atmosfeer te onttrekken. Conventionele computer-CPU's kunnen een aluminium koellichaam gebruiken, maar hightech computer-CPU's vereisen meer joule-energie per seconde. Daarom is koper het beste materiaal voor deze activiteit, omdat het meer dan veertig procent warmte-joule per seconde kan exporteren dan aluminium.

Elektrische koperen buis

Koperen buizen brengen vloeistof over van de ene kant met hoge thermische energie naar de kant van het koellichaam met lage temperatuur in stralings- en convectiemodus. Het kan vloeistof opnemen en de warmte vasthouden aan de buitenomtrek van de buis met circulatiemodus. Warmteoverdracht naar de atmosfeer vindt plaats door fysieke excitatie/convectie van luchtmoleculen en straling.

Welk metaal warmt het snelst op

Als je de vergelijking maakt tussen koper en aluminium koellichaammateriaal en tabel nr. 1 bekijkt, dan is het duidelijk dat koper slechts dertig tot veertig procent van de warmte-energie nodig heeft om op te warmen.

Dit feit is te wijten aan de hoge thermische geleidbaarheid van koper en de beschikbare grote aantallen valentie-elektronen. Het maakt de temperatuurverdeling van het koellichaam veel gemakkelijker voor micro-elektronische apparaten. Omdat micro-elektronica onmiddellijk een kleine hoeveelheid warmteverdeling nodig heeft en koper deze voorziening kan leveren.

Welk metaal is de beste warmtegeleider

Koper kan meer warmte-energie geleiden (per seconde voor één lengte-eenheid en Kelvin-temperatuur) vanwege het grote aantal valentie-elektronen en de hoge driftsnelheid van elektronen. Tabel nr. 2 laat hetzelfde feit zien.

Koper kan dus een groter aantal valentie-elektronen leveren aan de terminal van het negatieve uiteinde. Het kan warmte in elke beschikbare richting geleiden, opvangen en uitstralen om de component koel en efficiënt te maken tot het werktemperatuurbereik.

Beste koellichaammateriaal

Het beste koellichaammateriaal hangt af van de volgende factoren:

1. Gemakkelijk te vervaardigen

2. Gemakkelijke bewerking of extrusie van dunne vinnen

3. Geleidt meer warmte in minder tijd

4. Gemakkelijk opwarmen

5. Thermische stabiliteit bij hoge temperaturen

6. Nodulair bij werktemperatuur

7. Goedkoop

Als koper versus aluminium spoelmateriaal een vergelijking maakt met deze 7 stappen, dan komt het erop neer dat niet één materiaal al deze eigenschappen heeft. Daarom is de enige optie om prioriteit te geven aan de eigenschappen van één materiaal voor een bepaalde toepassing.

Wat is een beter koellichaam, koper of aluminium

Als de toepassing micro-elektronica betreft die minder warmtemanipulatie vereist en hoge kosten met zich mee kan brengen, dan is koper een beter koellichaam dan aluminium. Maar als het product een gemiddelde hoeveelheid warmte nodig heeft om uit de warmtewisselaar te verdwijnen en de prijs voor bewerking en materiaal niet hoog is (de prijs van het koperen koellichaam is hoger dan die van aluminium), dan is aluminium een ​​beter koellichaammateriaal dan koper.

Warmtegeleiding

Thermische geleidbaarheid definieert de efficiëntie en warmteoverdrachtsfuncties van koellichaammateriaal bij het beste temperatuurniveau. Men kan dus zeggen dat de hoge thermische geleidbaarheid van koper het geschikt maakt voor warmteoverdracht in de micro-elektronica zonder oververhitting van de component, zelfs bij lage temperaturen. Tabel nr. 2 toont de thermische geleidbaarheid van koper en aluminium.

Koellichaam oxideert

Beide materialen voor het koellichaam ondergaan oxidatie bij hoge temperaturen, maar in het geval van koper oxideert het bij een temperatuur van ongeveer tweehonderdvijftig graden Celsius tot zwart. Maar aluminium kan oxideren bij een temperatuur van vierhonderd graden Celsius, wat voor het koellichaam niet mogelijk is om zich na warmteoverdracht te ontwikkelen. Figuur nr. 3 toont de zwarte oxidatie van koper en aluminium. Chemische aantasting kan ook oxidatie van beide materialen veroorzaken.

Figuur nr. 3 Koperzwarte oxidatie.

Gewicht en kosten

Gewicht : Koper heeft een ongeveer drie keer hogere dichtheid en een hoger gewicht per kubieke meter dan aluminium, waardoor het minder geschikt is voor gewichtsgevoelige apparatuur. Tabel 3 toont de dichtheid van koper en aluminium.

Tabel. Nr. 3 Dichtheden van koper en aluminium.

Kosten : Vanwege de hoge temperaturen tijdens het metallurgieproces, de geringere beschikbaarheid van kopererts en de complexe winning ervan, zijn de kosten ongeveer drie keer zo hoog als die van aluminium. Daarom is een koperen koelplaat duurder dan een aluminium koelplaat.

bewerkbaarheid

Aluminium koellichaam is een goed materiaal voor het vormen in vinnenmatrijzen en extrusie voor de uiteindelijke vorm van warmteoverdracht met een groot oppervlak. Dit is een gebruikelijke procedure voor aluminium koellichamen met warmteoverdracht vanwege het gemak en de veelzijdige aard ervan. Soms is CNC-bewerking nodig vanwege de complexe vinnenvorm van aluminium profielen, dus bewerking is essentieel voor dit soort werk. Koper is niet goed voor de extrusie van vinnenvormprofielen vanwege het hoge thermische energiegebruik, het informeren en vormen, en daarom ondergaat het machinale bewerking.

Waarom kiezen voor een op maat gemaakt Tuofa-koellichaam

Als de toepassing een op maat gemaakt koellichaam met parameters vereist, kunnen alleen experts kiezen tussen koper- en aluminium koellichaammaterialen. De klant kan koper kiezen vanwege de hoge thermische geleidbaarheid en aluminium vanwege de lage kosten, maar Tuofa kan diepgaande analyses uitvoeren voor metallurgie, extrusie en CNC-bewerking. Tuofa heeft een ISO 9001-certificering met ervaring in warmteoverdrachtsfuncties en CNC-bewerking van eetgootsteenmateriaal. Je kunt bijvoorbeeld denken aan het gebruik van het koellichaamconcept van vloeibaar metaal en aluminium, maar Tuofa kan vertellen over de reactieve reactie tussen vloeibaar metaal en aluminium koellichaam. Voor meer informatie kunt u terecht op toufa-cncmachining.com.

Veelgestelde vragen over metalen koellichaam

Is koper of aluminium een ​​betere geleider?

Koper is een betere geleider van thermische energie dan aluminium, maar het is duur en heeft beperkingen voor de extrusie van vinprofielen en zwarte oxidatie. Koper kan zijn thermische geleidbaarheid verliezen als thermische omstandigheden de chemie, anodisatiereacties, valentie-elektronen en corrosie-eigenschappen verstoren.

Is aluminium of koper beter voor heatpipes?

Koper is beter voor warmtepijpen omdat het thermische energie naar de omtrek van materiaal kan geleiden, waardoor het verder naar de atmosfeer wordt overgebracht door warmte uit te stralen en convectie. Maar koperextrusie of -trekken voor de productie van buizen heeft metallurgische beperkingen voor extrusie.