سینک های حرارتی لوله حرارتی از چه مواد ساخته شده است؟

سینک های حرارتی لوله حرارتی اجزای ضروری در دستگاه های مختلف الکترونیکی ، از رایانه ها گرفته تا ماشین آلات صنعتی هستند ، زیرا آنها به طور مؤثر گرما را از بین می برند تا از عملکرد بهینه و ماندگاری اطمینان حاصل شود. به عنوان یک تأمین کننده سینک حرارتی لوله حرارتی ، اغلب در مورد مواد مورد استفاده در ساخت آنها سؤال می شود. در این پست وبلاگ ، من به موادی که معمولاً در غرق گرما لوله گرما ، خواص آنها و اینکه چرا برای این کاربرد مهم انتخاب می شوند ، می پردازم.

لوله های گرما: قلب سینک گرما

لوله های حرارتی کلید اصلی قابلیت انتقال حرارت بالا - کارآیی سینک های حرارتی لوله حرارتی هستند. آنها به طور معمول از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده اند: یک لوله مهر و موم شده ، یک ساختار فتیله و یک مایع کار.

لوله بسته شده

رایج ترین ماده برای لوله بیرونی یک لوله حرارتی مس است. مس به دلیل هدایت حرارتی عالی ، که تقریباً 401 W/(M · K) است ، مورد علاقه است. این هدایت حرارتی بالا اجازه می دهد تا گرما به سرعت از منبع گرما به بخش کندانسور لوله گرما منتقل شود. علاوه بر این ، مس با کار با آن بسیار آسان است و امکان تولید لوله های گرما در شکل ها و اندازه های مختلف را فراهم می کند. همچنین از مقاومت در برابر خوردگی خوب برخوردار است و از قابلیت اطمینان طولانی مدت لوله گرما اطمینان می دهد.

ماده دیگری که می تواند برای لوله بیرونی استفاده شود ، آلومینیوم است. آلومینیوم دارای هدایت حرارتی در حدود 237 W/(M · K) است که از مس پایین تر است اما هنوز هم برای بسیاری از کاربردهای کافی است. آلومینیوم سبک تر و ارزان تر از مس است و آن را به عنوان یک انتخاب هزینه برای لوله های گرما در برنامه هایی که در آن وزن نگران کننده است یا در جایی که عملکرد حرارتی بالا به شدت مورد نیاز نیست ، انتخاب می کند.

ساخت و ساز

ساختار ویک در داخل لوله گرما نقش مهمی در بازگشت مایع کار متراکم به بخش اواپراتور دارد. انواع مختلفی از ساختارهای ویک وجود دارد و از مواد مختلفی برای آنها استفاده می شود.

پودر مس سنگی یک انتخاب محبوب برای مواد ویک است. پخت و پز فرایندی است که در آن پودر مس فشرده شده و گرم می شود تا یک ساختار متخلخل تشکیل شود. این ساختار متخلخل مساحت بزرگی را برای عمل مویرگی فراهم می کند ، که برای بازگشت مایعات کار ضروری است. فتیله های مس سنگی نیروهای مویرگی بالایی را ارائه می دهند و امکان حمل و نقل سیال کارآمد حتی در هندسه های لوله حرارتی پیچیده را فراهم می کنند.

از ویکهای شیار نیز استفاده می شود. اینها را می توان مستقیماً در دیواره داخلی لوله لوله حرارتی ماشینکاری کرد. مس به دلیل خاصیت حرارتی و مکانیکی خوب ، دوباره ماده اصلی برای ویکهای شیار است. شیارها مسیری را برای مایعات فراهم می کنند تا تحت تأثیر عملکرد مویرگی به اواپراتور برگردند.

مایع کار

مایع کار در یک لوله گرما وظیفه انتقال گرما را از طریق تغییر فاز است. آب یکی از متداول ترین مایعات کار است ، به خصوص برای لوله های گرمایی که در دمای متوسط کار می کنند (از حدود 20 درجه سانتیگراد تا 150 درجه سانتیگراد). آب گرمای نهان تبخیر دارد ، به این معنی که می تواند هنگام تغییر از مایع به حالت بخار ، مقدار زیادی گرما را جذب کند. همچنین غیر سمی و به راحتی در دسترس است.

برای کاربردهایی که دمای پایین در آن دخیل است ، مانند سیستم های کرایوژنیک ، ممکن است از مایعات مانند آمونیاک یا متانول استفاده شود. آمونیاک دارای گرمای نسبتاً نهان تبخیر است و می تواند در دمای کم به اندازه 33 درجه سانتیگراد کار کند. متانول را می توان در محدوده دمای تقریبا 98 درجه سانتیگراد تا 65 درجه سانتیگراد استفاده کرد و از ثبات شیمیایی خوبی برخوردار است.

باله های سینک حرارتی

باله های یک سینک حرارتی لوله حرارتی برای افزایش سطح سطح موجود برای اتلاف گرما طراحی شده اند. آنها با لوله های گرما در تماس هستند و گرما را از لوله های گرما به هوای اطراف منتقل می کنند.

الومینیوم

آلومینیوم پرکاربردترین مواد برای باله های سینک گرما است. همانطور که قبلاً ذکر شد ، دارای یک هدایت حرارتی نسبتاً خوبی است و سبک است. همچنین بسیار قابل انعطاف است ، که باعث می شود استخراج یا ماشین در شکل های مختلف باله مانند باله های مستقیم ، باله های پین یا باله های سرخ شده آسان شود. باله های آلومینیومی می توانند برای بهبود مقاومت و ظاهر آنها در برابر خوردگی آنود شوند. فرآیند اکستروژن آلومینیوم برای باله های سینک گرما به خوبی مشخص شده است ، و امکان تولید باله ها با هندسه های پیچیده را با هزینه نسبتاً کم فراهم می کند. شما می توانید در مورد فرآیندهای اکستروژن بیشتر بدانید ، ماننداکستروژن پروفایل منیزیم، که برخی از شباهت ها را با اکستروژن آلومینیومی که برای باله های سینک گرما استفاده می شود ، به اشتراک می گذارند.

مس

از باله های مس نیز در برنامه های سینک گرمای با عملکرد بالا استفاده می شود. با توجه به هدایت حرارتی بالاتر آنها در مقایسه با آلومینیوم ، باله های مس می توانند گرما را با کارآمدتر منتقل کنند. با این حال ، مس سنگین تر و گران تر از آلومینیوم است. باله های مس اغلب در رابطه با لوله های گرمای مس استفاده می شود تا عملکرد حرارتی کلی سینک گرما را به حداکثر برساند. آنها را می توان از طریق فرآیندی مانند تمبر یا ماشینکاری ساخت. برای اطلاعات بیشتر در مورد فرآیندهای مهر زنی ، می توانید بازدید کنیدقطعات مهر زنی ورق استیل ضد زنگ، که بینش در مورد تکنیک های تولید مشابه را ارائه می دهد.

پایه

صفحه پایه یک سینک حرارتی لوله حرارتی در تماس مستقیم با منبع گرما مانند یک پردازنده یا ترانزیستور برق است. این مسئول جذب گرما از منبع و انتقال آن به لوله های گرما است.

مس

مس ماده ای ارجح برای صفحات پایه در سینک های گرمای بالای عملکرد است. هدایت حرارتی بالای آن تضمین می کند که گرما به سرعت از منبع گرما به لوله های گرما منتقل می شود. صفحات پایه مس را می توان برای داشتن یک سطح بسیار مسطح ماشینکاری کرد که برای تماس حرارتی خوب با منبع گرما مهم است. آنها همچنین می توانند با نیکل یا فلزات دیگر برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و جلوگیری از اکسیداسیون ، آبکاری شوند.

الومینیوم

صفحات پایه آلومینیومی در برنامه های حساس بیشتر استفاده می شود. آنها سبک تر و ارزان تر از صفحات پایه مس هستند. با این حال ، به دلیل هدایت حرارتی پایین تر ، آنها ممکن است در انتقال گرما به سرعت به عنوان صفحات پایه مس مؤثر نباشند. در بعضی موارد ، صفحات پایه آلومینیومی در ترکیب با لوله های گرمای مس برای تعادل هزینه و عملکرد استفاده می شود.

سایر مؤلفه ها و مواد پیوستن

علاوه بر اجزای اصلی ذکر شده در بالا ، سینک های حرارتی لوله حرارتی نیز ممکن است قسمت های دیگری مانند براکت ها و گیره ها را نصب کنند. اینها بسته به قدرت و وزن لازم ، اغلب از فولاد یا آلومینیوم ساخته شده اند.

پیوستن به مواد نیز برای مونتاژ اجزای مختلف سینک گرما بسیار مهم است. لحیم کاری یک روش متداول برای پیوستن به لوله های گرما به صفحه پایه و باله است. سرب - سربازان رایگان اغلب به دلیل مقررات زیست محیطی مورد استفاده قرار می گیرند. چسب های اپوکسی همچنین می تواند در برخی از برنامه ها مورد استفاده قرار گیرد ، به خصوص هنگامی که یک روش اتصال انعطاف پذیر یا کمتر - تهاجمی تر لازم است. برای اطلاعات در مورد خدمات ساختگی مرتبط ، مانندسرویس جوشکاری ورق، که می تواند مربوط به مونتاژ اجزای سینک گرما باشد ، می توانید پیوند ارائه شده را دنبال کنید.

پایان

مواد مورد استفاده در سینک های حرارتی لوله گرما بر اساس خواص حرارتی ، هزینه ، وزن و تولید آنها با دقت انتخاب می شوند. مس و آلومینیوم مواد اصلی برای اکثر مؤلفه ها هستند که هر یک از آنها مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. انتخاب مواد به نیازهای خاص کاربرد ، مانند ظرفیت اتلاف گرما مورد نیاز ، محدوده دمای کار و بودجه بستگی دارد.

من به عنوان یک تأمین کننده سینک حرارتی لوله حرارتی ، من تخصص و منابع لازم را برای تهیه سینک های گرمای با کیفیت بالا متناسب با نیازهای خاص شما دارم. این که آیا شما در بخش الکترونیک ، خودرو یا صنعت هستید ، می توانیم با استفاده از مناسب ترین مواد ، راه حل های سفارشی را ارائه دهیم. اگر علاقه مند به خرید سینک های گرمای لوله گرما هستید یا در مورد محصولات ما سؤالی دارید ، لطفاً برای بحث دقیق با ما تماس بگیرید و روند تهیه را شروع کنید.

منابع

• Incropera ، FP ، & DeWitt ، DP (2002). اصول گرما و انتقال انبوه. جان ویلی و پسران.
• Kakac ، S. ، & Pramuanjaroenkij ، A. (2005). لوله های گرما: تئوری ، طراحی و برنامه ها. Butterworth - Heinemann.
• کمیته کتاب ASM. (2004). کتابچه راهنمای ASM ، جلد 2: خواص و انتخاب: آلیاژهای غیر سودمند و مواد ویژه - هدف. ASM International.