آلومینیوم در مقابل مس: کدام یک برای سینک های گرما بهتر است؟

قبل از سفارشی کردن سینک های گرما برای مشتریان در سینک گرمای ZP ، اولین قدم تصمیم گیری در مورد مواد بر اساس نیازهای کاربردی محصول/پروژه مشتری است. آلومینیوم و مس هر دو ماده سینک حرارتی متداول هستند ، اما ویژگی های مختلفی دارند ، بنابراین سناریوهای کاربردی ممکن است متفاوت باشند.

 

اول ، مزایای آلومینیوم ممکن است شامل سبک و کم هزینه باشد. آلومینیوم نسبت به مس کمتر متراکم است ، بنابراین برای همان حجم سبک تر است ، که برای دستگاه هایی که نیاز به کاهش وزن دارند مهم است. علاوه بر این ، آلومینیوم به طور معمول ارزان تر از مس است ، که باعث می شود برای تولید انبوه مقرون به صرفه تر شود. از نظر پردازش ، ممکن است آلومینیوم برای خارج کردن و شکل گیری آسان تر باشد و آن را برای ساختارهای پیچیده سینک گرما مناسب می کند. از نظر مقاومت در برابر خوردگی ، آلومینیوم یک لایه اکسید را روی سطح خود ایجاد می کند ، که ممکن است برخی از جلوه های محافظتی داشته باشد ، اگرچه ممکن است آنودایزاسیون برای تقویت آن مورد نیاز باشد.

 

سپس بیایید در مورد مضرات آلومینیوم صحبت کنیم. از نظر هدایت حرارتی ، اگرچه آلومینیوم ضریب عملکرد حرارتی خوبی دارد ، اما از مس پایین تر است ، بنابراین هدایت حرارتی ممکن است به اندازه مس کارآمد نباشد. از نظر استحکام ، آلومینیوم ممکن است نرم تر و آسان تر برای تغییر شکل باشد ، به خصوص در محیط های درجه حرارت بالا ، و ممکن است ثبات ساختاری کافی برای استفاده طولانی مدت نداشته باشد. از نظر مشکل جوشکاری ، آلومینیوم ممکن است به تکنیک های ویژه ای مانند جوش قوس آرگون نیاز داشته باشد که ممکن است هزینه های تولید را افزایش دهد.

 

 

بعدی مزایای مس است. مس از هدایت حرارتی به طور قابل توجهی بالاتر از آلومینیوم برخوردار است ، به این معنی که اتلاف حرارت کارآمدتر برای دستگاه های با قدرت بالا است. مس قوی تر است ، در برابر درجه حرارت بالا مقاوم تر است ، کمتر مستعد تغییر شکل است و ممکن است طول عمر طولانی تری داشته باشد. از نظر لحیم کاری ، مس علی رغم نقطه ذوب بالای آن ، ارتباط قوی تری پس از لحیم کاری ایجاد می کند و ممکن است برای برنامه های کاربردی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا دارند مناسب باشد.

 

معایب مس در مرحله اول هزینه بالا است ، مواد اولیه گران است و هزینه پردازش نیز زیاد است زیرا مس سنگین تر و پردازش آن دشوار است. از نظر وزن ، مس متراکم تر است و سینک گرما سنگین تر خواهد بود و باعث می شود آن را برای کاربردهای حساس به وزن نامناسب کند. مقاومت در برابر خوردگی ، مس به راحتی اکسید می شود ، سطح تشکیل اکسید مس ، اگرچه بر هدایت حرارتی تأثیر نمی گذارد ، اما ممکن است بر ظاهر تأثیر بگذارد ، طولانی مدت در یک محیط مرطوب ممکن است مشکلات خوردگی بیشتری داشته باشد.

 

سپس سناریوی برنامه محصول مشتری در نظر گرفته می شود. ما به عنوان یک تولید کننده حرفه ای سفارشی از سینک های گرمای صنعتی ، باید نیازهای محیط های مختلف صنعتی را در نظر بگیریم. به عنوان مثال ، دستگاه های الکترونیکی با توان بالا ممکن است به هدایت حرارتی بالای مس نیاز داشته باشند ، در حالی که برنامه های حساس به هزینه یا سبک وزن ممکن است برای آلومینیوم مناسب تر باشد. همچنین ، از نظر فرآیندهای تولید ، اکستروژن آلومینیوم برای تولید انبوه مناسب است ، در حالی که مس ممکن است بیشتر برای راه حل های حرارتی سفارشی که نیاز به عملکرد بالاتری دارند استفاده شود.

 

حال ممکن است ما استفاده از ترکیبی از دو ماده مانند پایه مس و باله های آلومینیومی را در نظر بگیریم تا از جذب سریع گرمای مس و اتلاف حرارتی سبک و کم هزینه آلومینیوم استفاده کنیم. اما این مشکل مقاومت حرارتی رابط را خواهد داشت و به تکنیک های لحیم کاری یا پیوستن نیاز دارد.

 

ما همچنین باید قابلیت بازیافت عوامل مس یا محیطی را در نظر بگیریم؟ ممکن است بازیافت آلومینیوم آسانتر باشد ، اما ممکن است مشتریان بیشتر نگران عملکرد و هزینه باشند. علاوه بر این ، ظرفیت گرما ، مس از ظرفیت گرمای بالاتری نسبت به آلومینیوم برخوردار است ، که ممکن است به اتلاف حرارت گذرا کمک کند ، اما به طور کلی طراحی سینک گرما بیشتر به هدایت حرارتی و مقاومت حرارتی مربوط می شود. بیایید نگاهی به مقادیر هدایت حرارتی این دو ماده بیندازیم ، آلومینیوم حدود 237 W/mk ، مس حدود 401 W/mk است. چگالی ، آلومینیوم حدود 2700 کیلوگرم در متر مربع ، مس حدود 8900 کیلوگرم در متر مربع است.

 

 

 

 

1. سبک وزن
- چگالی کم (تقریباً 2700 کیلوگرم در متر مربع) و 1/3 وزن مس ، و آن را برای برنامه های حساس به وزن مناسب می کند (به عنوان مثال ، دستگاه های قابل حمل خودرو ، قابل حمل).

2. کم هزینه
- قیمت مواد اولیه بسیار پایین تر از مس است و هزینه های پردازش نیز پایین تر است (به عنوان مثال ، فرآیند قالب گیری اکستروژن بالغ است) ، و این امر را برای تولید انبوه مناسب می کند.

3. پردازش عالی
- به راحتی در ساختارهای باله پیچیده اکسترود شده و باعث می شود ساخت سریع سینک های گرمای نازک ، سبک و با سطح بالا باشد.

4. مقاومت در برابر خوردگی
- لایه اکسید طبیعی (al₂o₃) روی سطح در برابر خوردگی محافظت می کند ، و دوام حتی بعد از آنودایزا نیز بهتر است.

 

 

 

1. هدایت حرارتی پایین تر
- هدایت حرارتی در حدود 237 وزنی در مكان ، تنها 60 ٪ مس ، راندمان حرارتی محدود است ، برای سناریوهای شدید با انرژی مناسب مناسب نیست.

2. قدرت مکانیکی ضعیف
- به راحتی در دماهای بالا به راحتی نرم و تغییر شکل می یابد ، استفاده طولانی مدت ممکن است منجر به کاهش ثبات ساختاری شود.

3. مشکل جوشکاری بالاتر
- جوش قوس آرگون و سایر فرآیندهای ویژه ، افزایش هزینه های تولید.

 

 

 

1. هدایت حرارتی عالی
- هدایت حرارتی 401 W/mk ، جذب گرما و انتقال حرارت سریعتر ، مناسب برای تجهیزات چگالی با انرژی بالا (مانند سرورها ، کارتهای گرافیکی با رده بالا).

2. قدرت مکانیکی بالا
- مقاومت در برابر دمای بالا و تغییر شکل آسان نیست ، ثبات طولانی مدت بهتر از آلومینیوم است.

3. قابلیت اطمینان جوش بالا
- اتصالات جوشکاری قوی تر ، مناسب برای سناریوهای صنعتی با قابلیت اطمینان بالا.

 

 

 

1. هزینه بالا
- قیمت مواد اولیه {1}} برابر بیشتر از آلومینیوم است و مصرف انرژی پردازش زیاد است (به عنوان مثال ، برش و تمبر دشوار است).

2 وزن بالا
- چگالی به اندازه 8900 کیلوگرم در متر مربع است که وزن کلی تجهیزات را افزایش می دهد.

3 مقاومت اکسیداسیون ضعیف
- سطح به راحتی اکسیده می شود (CUO تشکیل می شود) و برای جلوگیری از وخیم شدن ظاهر ، به درمان مانند آبکاری نیکل نیاز دارد و ممکن است خوردگی الکتروشیمیایی در محیط های مرطوب رخ دهد.

 

 

 

سناریوهای ترجیحی برای آلومینیوم: حساس به هزینه ، نیازهای سبک ، اتلاف حرارت کم تا متوسط ​​(به عنوان مثال ، روشنایی LED ، الکترونیک مصرفی).

سناریوهای ترجیحی برای مس: نیازهای اتلاف شدید گرما ، تجهیزات صنعتی با قابلیت اطمینان بالا (به عنوان مثال مراکز داده ، الکترونیک برق).
محلول هیبریدی: پایه مس (جذب سریع گرمای) + باله های آلومینیومی (اتلاف گرمای کارآمد) ، عملکرد و هزینه متعادل ، اما نیاز به حل مسئله مقاومت در برابر حرارتی رابط (به عنوان مثال ، لحیم کردن بازتاب یا از طریق فرآیند تراشه).

با در نظر گرفتن هدایت حرارتی ، هزینه ، وزن و الزامات فرآیند ، مناسب ترین مواد یا ترکیبی از راه حل ها بر اساس سناریوهای کاربردی خاص می توانند انتخاب شوند.

 

اکنون مهم است که کدام ماده را انتخاب می کنید ، ZP Heat Sink مواد مناسب را برای محصول یا برنامه های کاربردی پروژه خود انتخاب می کند تا مطمئن شوید که سینک گرما عملکرد محصول را تطبیق می دهد.