Aluminijski vs bakar: što je bolje za hladnjak?

Prije prilagođavanja hladnjaka za naše kupce u ZP toplotnom sudoperu, prvi korak je odlučivanje materijala na temelju zahtjeva za aplikacije proizvoda / projekta kupca. Aluminij i bakar su i zajednički materijali za hladnjak, ali imaju različite karakteristike, tako da scenariji aplikacija mogu biti različiti.

 

Prvo, prednosti aluminija mogu uključivati ​​laganu i nisku cijenu. Aluminijum je manje gust od bakra, tako da je lakši za istim zapreminu, što je važno za uređaje koji zahtijevaju smanjenje težine. Uz to, aluminij je obično jeftiniji od bakra, što ga čini isplativim za masovnu proizvodnju. U pogledu prerađivosti, aluminij može biti lakši ekstruder i formirati, čineći ga pogodnim za složene strukture hladnjaka. U pogledu otpora korozije, aluminij razvija oksidni sloj na svojoj površini, što može imati neki zaštitni učinak, iako može biti potrebno anodiziranje da bi se poboljšalo.

 

Onda razgovarajmo o ugroženjima aluminija. U pogledu toplotne provodljivosti, iako aluminijum ima dobar koeficijent toplotne provodljivosti, niži je od bakra, tako da toplotna provodljivost možda nije toliko efikasna kao bakar. U pogledu snage, aluminijum može biti mekši i lakši za deformiranje, posebno u visokotemperaturnim okruženjima, a možda nema dovoljno strukturne stabilnosti za dugoročnu upotrebu. U pogledu poteškoća za zavarivanje, aluminij može zahtijevati posebne tehnike, poput Arc ARC zavarivanja, što može povećati troškove proizvodnje.

 

 

Zatim su prednosti bakra. Bakar ima značajno veću toplinsku provodljivost od aluminija, što znači efikasnije rasipanje topline za uređaje velike snage. Bakar je jači, otporniji na visoke temperature, manje sklone deformaciji i može imati duži životni vijek. Što se tiče lemljenja, bakra, uprkos visokoj tački topljenja, čini jaču vezu nakon lemljenja i može biti pogodna za aplikacije koje zahtijevaju visoku pouzdanost.

 

Nedostaci bakra prvo su visoki troškovi, sirovina je skupa, a troškovi obrade je takođe visok jer je bakar teži i teško je obraditi. U pogledu težine, bakar je gustar, a toplotni sudoper bit će teži, što ga čini neprikladnim za aplikacije osjetljive na težinu. Otpornost na koroziju, bakar je lako oksidirati, površinu formiranja bakrenog oksida, mada ne utječe na toplinsku provodljivost, ali može utjecati na izgled, dugoročno u vlažnom okruženju može imati više problema sa humidom.

 

Tada treba uzeti u obzir scenarij aplikacija kupčevog proizvoda. Kao profesionalni prilagođeni proizvođač industrijskih toplotnih toplotnih toplotnih hladnjaka moramo razmotriti potrebe različitih industrijskih okruženja. Na primjer, elektronički uređaji velike snage mogu zahtijevati visoku toplinsku provodljivost bakra, dok su troškovne ili lagane aplikacije mogu biti pogodnije za aluminij. Takođe, u pogledu proizvodnih procesa, aluminijumska ekstruzija pogodna je za masovnu proizvodnju, dok se bakar može koristiti više za prilagođena toplotna rješenja koja zahtijevaju veće performanse.

 

Sada možemo razmotriti upotrebu kombinacije dva materijala, poput bakrene baze i aluminijske peraje, kako bi iskoristili prednosti brze apsorpcije bakra i lagane i niske cijene topline alumipacije. Ali to bi imalo problem termičkog otpora sučelja i zahtijevalo bi se dobro lemljenje ili pridruživanje tehnikama.

 

Moramo razmotriti i reciklivnost bakra ili okolišnih faktora? Možda je aluminijum lakše reciklirati, ali kupci mogu biti više zabrinuti zbog performansi i troškova. Pored toga, toplinski kapacitet, bakar ima veći toplinski kapacitet od aluminija, koji može pomoći u prolaznoj rasipanju topline, ali općenito dizajn hladnjaka je više zabrinut za toplotnu provodljivost i toplinsku otpornost. Pogledajmo vrijednosti toplotne provodljivosti dva materijala, aluminijum je oko 237 W / MK, bakar je oko 401 W / MK. Gustoća, aluminijum je oko 2700 kg / m³, bakar je oko 8900 kg / m³.

 

 

 

 

1. Lagana težina
- Niska gustoća (cca. 2700 kg / m³) i 1/3 težine bakra, čineći ga pogodnim za aplikacije osjetljive na težinu (npr. Automobilski, prenosivi uređaji).

2. Niska cijena
- Cijene sirovina su mnogo niže od bakra, a troškovi obrade su također niži (npr. Proces izvlačenja valuta je zreo), čineći ga pogodnim za masovnu proizvodnju.

3. Odlična obradivost
- Lako se ekstrudira u složene FIN konstrukcije, omogućavajući brzu proizvodnju tankog, lagane, visoke površine hladnjaka.

4. Otpornost na koroziju
- Prirodni oksidni sloj (al₂o₃) na površini štiti od korozije, a trajnost je još bolja nakon anodiziranja.

 

 

 

1. Donja toplotna provodljivost
- Toplinska provodljivost oko 237 W / MK, samo 60% bakra, toplotna efikasnost je ograničena, nije pogodna za ekstremne scenarije velike snage.

2. Slaba mehanička čvrstoća
- Jednostavno omekšano i deformirano na visokim temperaturama, dugoročna upotreba može dovesti do pada strukturne stabilnosti.

3. Veće poteškoće za zavarivanje
- ARC-a za zavarivanje luka i drugi posebni procesi, povećanje proizvodnih troškova.

 

 

 

1. Odlična toplotna provodljivost
- Toplotna provodljivost 401 W / MK, apsorpcija topline i prijenos topline brže, pogodna za visoku gustoću opremu (kao što su serveri, visoko krajnje grafičke kartice).

2. Visoka mehanička čvrstoća
- Visoka otpornost na temperaturu i nije lako deformirati, dugoročna stabilnost je bolja od aluminija.

3. Visoko pouzdanost zavarivanja
- Jači spojevi za zavarivanje, pogodan za industrijske scenarije sa visokim zahtjevima pouzdanosti.

 

 

 

1. Visok trošak
- Cijena sirovina je 3-5 veća od aluminija, a potrošnja energije za obradu je velika (npr. Rezanje i žigosanje su teške).

2. Velika težina
- Gustina je čak 8900 kg / m³, što povećava ukupnu težinu opreme.

3. Loša otpornost na oksidaciju
- Oksidirana površina se lako (Cuo se formira) i zahtijeva liječenje poput nikla da se spriječi pogoršanje izgleda, a elektrohemijska korozija može se pojaviti u vlažnim okruženjima.

 

 

 

Preferirani scenariji za aluminij: ekonomični, lagani zahtjevi, slabo do srednjeg rasipanja topline (npr. LED rasvjeta, potrošačka elektronika).

Preferirani scenariji za bakar: Ekstremne potrebe za disipacijom topline, industrijska oprema visoke pouzdanosti (npr. Podatkovni centri, elektroniku energije).
Hibridno rješenje: bakrena baza (brza apsorpcija topline) + aluminijske peraje (efikasna toplotna rasipanja), uravnoteženje performansi i troškovi, ali trebaju riješiti problem sa termalnim otporom sučelja (npr., Refligiraju lemljenje ili kroz postupak čipa ili kroz postupak čipa).

Razmatranjem toplotne provodljivosti, troškova, težine i procesa, najprikladniji materijal ili kombinacija rješenja mogu se odabrati na osnovu određenih scenarija aplikacija.

 

Sada bi se materijali odabrali, ZP toplotni sudoper bit će pravi materijal za potrebe vašeg proizvoda ili projekta kako biste bili sigurni da toplotni sudoper prilagodi operaciju proizvoda.