Pastaraisiais metais sparčiai vystantis saulės energijos gamybai, naujoms energiją naudojančioms transporto priemonėms ir 5G ryšiui, žmonės taip pat vis labiau vertina pageidaujamą šilumą išsklaidžiusią medžiagą, pasižyminčią didelio šilumos laidumo ----aliuminio lydiniu.
Gaminant saulės energiją inverterių efektyvumas yra svarbus veiksnys, lemiantis saulės fotovoltinių sistemų veikimą. Fotovoltinis keitiklis yra galios elektroninis prietaisas, kuris nuolatinę srovę, kuri susidaro fotovoltiniuose moduliuose, paverčia kintamąja srove. Pagrindiniai jo komponentai yra jungiklio tranzistoriai (IGBT, MOSFET), magnetinės šerdies komponentai (induktorius, transformatorius) ir tt Jei fotovoltinis keitiklis sugenda dėl aukštos temperatūros, fotovoltinė sistema išsijungs, o tai lems didžiulius energijos nuostolius;
Naujos energijos elektra varomų transporto priemonių intelekto ir elektrifikacijos lygis kasdien didėja, o jų vidaus elektros įrangos šilumos išsklaidymas tiesiogiai paveiks visos transporto priemonės saugumą;
5G bazinių stočių energijos suvartojimas yra 2.5-3,5 karto didesnis nei 4G. RRU (Remote Radio Unit) – svarbus įrenginys 5G bazinėse stotyse, užtikrinantis stabilius ir patikimus vartotojų informacijos mainų kanalus, užtikrinantis tikslų ir realiu laiku teikiamą informaciją.
Darbe kiekvienas modulis gamins daug šilumos. Jei jis nebus laiku išsklaidytas, tai lems aukštą temperatūros kilimą vidinėje aplinkoje.
Viršijus vardinę temperatūrą elektroniniai prietaisai neveiks stabiliai, o tai turės įtakos vartotojo informacijos perdavimo savalaikiškumui ir net sutrumpins tarnavimo laiką.
Be pirmiau minėtų laukų, kitiems komponentams, tokiems kaip didelės galios LED lemputės ir šviesolaidiniai moduliai komunikacijoje, keliami aukšti šilumos išsklaidymo reikalavimai.
Šių prietaisų elektroniniai komponentai turi vardinę darbinę temperatūrą. Jei šiluma negali būti perduota išoriniam pasauliui, o temperatūra ir toliau kaupsis, ji taps vis aukštesnė.
Norint išlaikyti tokių prietaisų viduje esančių elektroninių komponentų darbinę temperatūrą vardinėje temperatūrų diapazone, užtikrinti jų efektyvumą ir tarnavimo laiką, būtina naudoti šilumai laidžias medžiagas vidinei įrenginio šilumai perduoti.
Todėl didelio šilumos laidumo medžiagos, naudojamos radiatorių gamybai, visada buvo tyrimų objektas.
Optinis modulis
5G ryšio bazinė stotis
Tam tikros naujos energijos transporto priemonės daugialypės terpės korpusas
Šilumos laidumo apibrėžimas
Šilumos laidumas yra parametro rodiklis, apibūdinantis medžiagos šilumos laidumą. Tai rodo šilumos laidumą per laiko vienetą, ploto vienetą ir esant neigiamam temperatūros gradientui, W/m · K arba W/m · laipsnio vienetais.
Įprastų medžiagų šilumos laidumo koeficientai pateikti 1 lentelėje:
1 lentelė Įvairių medžiagų šilumos laidumo koeficientai
Metalas, tinkantis kaip šilumos šalinimo medžiaga
Iš 1 lentelės matyti, kad metalinių medžiagų aukso, sidabro, vario ir aliuminio šilumos sklaidos koeficientai viršija 200 W/(m · K), visi jie rodo puikų šilumos laidumą.
Tačiau auksas ir sidabras negali būti plačiai naudojami dėl jų minkštos tekstūros, didelio tankio ir didelių sąnaudų;
Vario šilumos laidumo koeficientas taip pat yra labai aukštas, o tam gali trukdyti nepalankios sąlygos, pvz., nepakankamas kietumas, didelis tankis, šiek tiek didelė kaina ir dideli apdorojimo sunkumai, be to, jis mažiau naudojamas susijusiose šilumos kriauklių pelekų srityse;
Aliuminis, kaip daugiausiai žemės plutoje turintis metalas, yra mėgstamas dėl didelio šilumos laidumo, mažo tankio ir mažos kainos. Tačiau dėl mažo gryno aliuminio kietumo, aliuminio lydiniams gaminti įvairiose taikymo srityse paprastai pridedamos įvairios formulės medžiagos, kurios įgyja daug savybių, kurių grynas aliuminis neturi, ir tampa idealiu aušintuvų apdorojimo medžiagų pasirinkimu.
Aliuminio lydinio radiatorius
Šilumai laidžių aliuminio lydinių tyrimų būklė daugiausia skirstoma į dvi kategorijas: deformuotą aliuminį ir lietinį aliuminį, kurių kiekviena turi skirtingas charakteristikas.
Deformuoti aliuminio lydiniai: esami aliuminio lydinių šilumos laidumo tyrimai daugiausia skirti deformuotiems aliuminio lydiniams. Deformuoti aliuminio lydiniai šilumos laidumui užtikrinti dažniausiai naudojami tokiose srityse kaip automobiliai ir elektronika, pavyzdžiui, aliuminio lydinio radiatoriai, šildytuvai, oro kondicionieriai ir kt.
Palyginti su tradiciniais variniais arba plieniniais aušintuvais, aliuminio radiatoriai turi tokius privalumus kaip lengvas svoris, geras atsparumas korozijai ir mažos eksploatacinės išlaidos, todėl buvo plačiai naudojamos. Kalbant apie kompiuterių aušintuvus, aliuminio radiatoriai tapo plačiai paplitę, pakeičiantys varinius / plieninius radiatorius ir plastikinius ventiliatorius. Deformuoto aliuminio lydinio trūkumas yra tas, kad sunku pagaminti dalis, atsakingas už konstrukciją.
Aliuminio lydinio liejimas: liejimas priklauso kietėjimo formavimui ir šiuo metu yra geriausias sudėtingų konstrukcinių dalių formavimo procesas. Lietam aliuminio lydiniui, siekiant užtikrinti lydinio užpildymo efektyvumą ir mechanines savybes, paprastai reikia pridėti daugiau lydinio elementų. Lieto aliuminio lydiniuose esantis silicis gali pagerinti lydinio sklandumą, tačiau didėjant silicio kiekiui, šilumos laidumas mažėja. Todėl sudėtinga sukurti didelio šilumos laidumo lietų aliuminio lydinius yra užtikrinti gerą sklandumą, kartu išlaikant aukštą šilumos laidumą, naudojant lydinio dizainą ir mikrostruktūros valdymą.
Terminio apdorojimo įtaka šilumos laidumui
Aliuminio lydinių terminis apdorojimas daugiausia apima kietąjį tirpalą, senėjimą ir atkaitinimą, o jų poveikis šilumos laidumui yra skirtingas.
Apdorojimas kietu tirpalu: po apdorojimo kietu tirpalu aliuminio lydinio, kuriame elementai yra kieto tirpalo būsenoje, šilumos laidumas ir šiluminės difuzijos charakteristikos yra mažesni nei aliuminio lydinio matricoje, kai elemento fazė nusodinama. Priežastis ta, kad po apdorojimo kietu tirpalu medžiagos struktūra smarkiai pakinta, o kai kurie lydinio elementai ir stiprinimo fazės vėl ištirps matricoje, sudarydamos persotintus kietus tirpalus, sukeldami didelius gardelės iškraipymus, padidindami stiprumą ir sumažėjusį šilumos laidumą.
Senėjimo gydymas: Senėjimo gydymą galima suskirstyti į senėjimą aukštoje temperatūroje ir senėjimą žemoje temperatūroje. Senstant aukštoje temperatūroje, atomų difuzija yra lengva, o lydinio laisvų vietų ir dislokacijos defektų taisymo greitis yra greitesnis. Šilumos laidumas per trumpą laiką pasieks aukščiausią vertę. Ilgėjant laikui, šilumos laidumas mažės, daugiausia dėl kieto Si ir kitų elementų pertekliaus tirpalo lydinio struktūroje ir nusodintų fazių augimo aukštoje temperatūroje; Senstant žemoje temperatūroje, dėl lėtos atominės difuzijos ir minimalaus tokių elementų kaip Si tirpimo žemesnėje temperatūroje laikas, per kurį šilumos laidumas pasiekia piką, yra žymiai ilgesnis nei senstant aukštoje temperatūroje, o šilumos laidumas nepagerėja. toks pat reikšmingas kaip ir senstant aukštoje temperatūroje.
Atkaitinimo apdorojimas: skirtingos atkaitinimo temperatūros ir aušinimo metodai turi skirtingą poveikį aliuminio lydinių šilumos laidumui. Didėjant atkaitinimo temperatūrai, šilumos laidumas mažėja, o šilumos laidumo sumažėjimo laipsnis skiriasi taikant skirtingus aušinimo būdus. Taip yra todėl, kad atkaitinimo temperatūrai toliau kylant, aliuminio matricoje ištirpsta daugiau aliuminio lydinio antrųjų fazių, todėl lydinio elementų tirpumas kietajame sluoksnyje padidėja, todėl gardelės iškraipomos ir laisvųjų elektronų judėjimas trukdo. šilumos laidumo sumažėjimas. Šilumos laidumas, gaunamas naudojant lėto aušinimo krosnies metodą, yra didesnis nei greitojo aušinimo metodo, nes kuo lėtesnis aušinimo greitis, tuo jis palankesnis kietojo tirpalo atomų nusodinimui.
Todėl, norint pasiekti didesnį šilumos laidumą, paprastai reikėtų rinktis žemesnę atkaitinimo temperatūrą ir aušinimo būdą su krosnies aušinimu.
