Защо чистотата стимулира топлопроводимостта
В алуминия топлопроводимостта се контролира главно от разсейването на електрони и фонони. Легиращите елементи нарушават кристалната решетка и увеличават разсейването, така че най-високата проводимост се намира в най-чистите степени. Ето защо серията 1xxx доминира в приложенията за-пренос на топлина, докато сплавите с по-висока-якост приемат известна загуба на проводимост в замяна на механични характеристики.
1100: Най-високата степен на проводимост
1100 алуминий, с около 99% алуминий, предлага приблизително 222 W/m·K, най-високата сред стандартните степени. Липсата му на легиращи елементи минимизира разсейването на електрони за оптимален пренос на топлина и обикновено се използва в радиатори, съдове за готвене и топлообменници. Неговата мекота ограничава структурните приложения, но цената му е с около 30% по-ниска от много легирани алтернативи.
1050 за електрическо и термично натоварване
1050 осигурява около 220 W/m·K с 99,5% чистота и е предпочитан за трансформаторни намотки, защото минимизира загубите от вихрови токове. Неговото малко по-високо съдържание на желязо подобрява стабилността на електрическото съпротивление, а закалената O температура позволява студено-формоване в тънки фолиа. 1050 представлява голям дял от световния пазар на проводници от сух-тип трансформатор и струва по-малко от медта за еквивалентни топлинни характеристики.
6063-T5: Сила с добър топлопренос
6063-T5 доставя около 201 W/m·K, приблизително 10% по-ниско от 1100, но с около четири пъти по-висока граница на провлачване. Неговите добавки от магнезий и силиций подобряват способността за екструдиране, позволявайки сложни радиаторни ребра, а съвместимостта му с анодиране го прави идеален за LED охладителни системи. Голям дял от радиаторите с алуминиев профил използват тази сплав, защото тя балансира топлинните и механичните нужди по-добре от чистия алуминий.
Компромис-отстъпки при-сплави с висока якост
Високоякостните сплави- плащат топлинно наказание. Например 2024 пада до около 151 W/m·K поради съдържанието на мед и термичната обработка може да го намали допълнително. Такива сплави се използват, когато силата надвишава термичните характеристики, като обшивки на самолети, и може да изискват материали за термичен интерфейс, когато се поставят близо до електроника. Термичното разширение остава стабилно при всички температури.
Ефект на анодизирането върху преноса на топлина
Анодирането добавя изолационен оксиден слой от 5-10 микрона с много ниска проводимост, а твърдото анодизиране може да намали преноса на топлина с около 12% в сравнение с чистия метал. Въпреки това, анодизираните повърхности подобряват излъчването на радиация, което подпомага конвективното и радиационно охлаждане. Най-добрата практика е да оставите критичните топлинни пътеки непокрити, докато анодизирате останалата част от компонента.
ЧЗВ
В1: Коя алуминиева сплав има най-висока топлопроводимост?
Алуминият 1100 предлага най-високата стандартна проводимост при около 222 W/m·K, следван плътно от 1050 при около 220 W/m·K. По-високи-степени на чистота като 1070 и 1060 се представят по подобен начин.
В2: Може ли 6063 да замени 1100 в радиаторите?
Да, в повечето дизайни на профилни радиатори. 6063-T5 дава около 10% проводимост, но осигурява много по-добра здравина и възможност за екструдиране, позволявайки по-тънки ребра и сложни геометрии, които подобряват цялостната ефективност на охлаждане.
Q3: Анодирането вреди ли на работата на радиатора?
Той леко намалява проводимостта през покритието, но увеличава повърхностната излъчвателна способност, което подобрява радиационното охлаждане. За най-добри резултати маскирайте контактните повърхности и анодизирайте зоните на перките.
Q4: Защо се използва алуминий вместо мед в топлообменниците?
Алуминият има около 60% от проводимостта на медта при приблизително една-трета от плътността и по-ниска цена за единица обем, което дава по-добро-нормализирано тегло и-нормализирано ценово топлинно представяне.
Q5: Коя температура трябва да бъде избрана за радиатор?
За 1xxx сплави O или леките H температури предлагат максимална проводимост; за екструдиран 6063, T5 е стандартният избор, защото балансира проводимостта, здравината и стабилността на размерите.