Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda datblygiad cyflym cynhyrchu ynni solar, cerbydau ynni newydd, a chyfathrebu 5G, mae'r deunydd afradu gwres a ffefrir gyda dargludedd thermol uchel---- aloi alwminiwm, hefyd wedi cael ei werthfawrogi'n gynyddol gan bobl.
Ar gyfer cynhyrchu pŵer solar, mae effeithlonrwydd gwrthdroyddion yn ffactor pwysig i bennu perfformiad systemau ffotofoltäig solar. Mae gwrthdröydd ffotofoltäig yn fath o ddyfais electronig pŵer sy'n trosi'r cerrynt uniongyrchol a gynhyrchir mewn modiwlau ffotofoltäig yn gerrynt eiledol. Mae ei brif gydrannau'n cynnwys transistorau switsh (IGBT, MOSFET), cydrannau craidd magnetig (inductor, newidydd), ac ati Os bydd yr gwrthdröydd ffotofoltäig yn methu oherwydd tymheredd uchel, bydd yn achosi i'r system ffotofoltäig gau, gan arwain at golled pŵer enfawr;
Ar gyfer cerbydau trydan ynni newydd, mae lefel y deallusrwydd a thrydaneiddio yn cynyddu o ddydd i ddydd, a bydd afradu gwres eu hoffer trydanol mewnol yn effeithio'n uniongyrchol ar ddiogelwch y cerbyd cyfan;
Ar gyfer gorsafoedd sylfaen 5G, mae eu defnydd pŵer 2.5-3.5 gwaith yn fwy na 4G. Mae RRU (Uned Radio Remote) yn ddyfais bwysig mewn gorsafoedd sylfaen 5G, gan ddarparu sianeli sefydlog a dibynadwy ar gyfer cyfnewid gwybodaeth defnyddwyr, gan sicrhau bod gwybodaeth yn cael ei chyflwyno'n gywir ac mewn amser real.
Yn y gwaith, bydd pob modiwl yn cynhyrchu llawer iawn o wres. Os na chaiff ei wasgaru mewn amser, bydd yn arwain at gynnydd tymheredd uchel yn yr amgylchedd mewnol.
Ar ôl mynd y tu hwnt i'r tymheredd graddedig, ni fydd dyfeisiau electronig yn gweithio'n sefydlog, a fydd yn effeithio ar amseroldeb trosglwyddo gwybodaeth defnyddwyr a hyd yn oed yn byrhau bywyd y gwasanaeth.
Yn ogystal â'r meysydd uchod, mae gan gydrannau eraill megis goleuadau LED pŵer uchel a modiwlau ffibr optig mewn cyfathrebu ofynion uchel ar gyfer afradu gwres.
Mae gan y cydrannau electronig yn y dyfeisiau hyn dymheredd gweithredu graddedig. Os na ellir trosglwyddo gwres i'r byd y tu allan a bod y tymheredd yn parhau i gronni, bydd yn dod yn fwyfwy uchel.
Er mwyn cynnal tymheredd gweithio cydrannau electronig y tu mewn i ddyfeisiau o'r fath o fewn yr ystod tymheredd graddedig, sicrhau eu heffeithlonrwydd a'u bywyd gwasanaeth, mae angen defnyddio deunyddiau dargludol thermol i drosglwyddo gwres mewnol y ddyfais.
Felly, mae deunyddiau dargludedd thermol uchel a ddefnyddir ar gyfer gweithgynhyrchu heatsinks bob amser wedi bod yn ffocws ymchwil.
Modiwl Optegol
Gorsaf sylfaen gyfathrebu 5G
Tai amlgyfrwng o gerbyd ynni newydd penodol
Diffiniad o ddargludedd thermol
Mae dargludedd thermol yn ddangosydd paramedr sy'n nodweddu dargludedd thermol deunydd. Mae'n nodi'r dargludedd thermol fesul uned amser, fesul uned arwynebedd, ac o dan raddiant tymheredd negyddol, mewn unedau o W/m · K neu W/m · gradd .
Dangosir cyfernodau dargludedd thermol sylweddau cyffredin yn Nhabl 1:
Tabl 1 Cyfernodau dargludedd thermol gwahanol sylweddau
Metel addas fel deunydd Sink gwres
O Dabl 1, gellir gweld, ar gyfer deunyddiau metelaidd, bod cyfernodau afradu gwres aur, arian, copr ac alwminiwm i gyd yn fwy na 200W / (m · K), ac mae pob un ohonynt yn dangos dargludedd thermol rhagorol.
Fodd bynnag, ni ellir defnyddio aur ac arian yn eang oherwydd eu gwead meddal, dwysedd uchel, a chost uchel;
Mae cyfernod dargludedd thermol copr hefyd yn uchel iawn, y gellir ei lesteirio gan amodau anffafriol megis caledwch annigonol, dwysedd uchel, cost ychydig yn uchel, ac anhawster prosesu uchel, ac mae'n cael ei ddefnyddio'n llai mewn meysydd cysylltiedig o esgyll sinciau gwres;
Mae alwminiwm, fel y metel sydd â'r cynnwys uchaf yng nghramen y Ddaear, yn cael ei ffafrio oherwydd ei ddargludedd thermol uchel, dwysedd isel, a phris isel. Fodd bynnag, oherwydd caledwch isel alwminiwm pur, mae deunyddiau fformiwla amrywiol fel arfer yn cael eu hychwanegu mewn amrywiol feysydd cais i wneud aloion alwminiwm, sy'n cael llawer o nodweddion nad oes gan alwminiwm pur ac yn dod yn ddewis delfrydol ar gyfer deunyddiau prosesu sinc gwres.
heatsink aloi alwminiwm
Rhennir statws ymchwil aloion alwminiwm dargludol thermol yn bennaf yn ddau gategori: alwminiwm anffurfiedig ac alwminiwm bwrw, pob un â nodweddion gwahanol.
Aloi alwminiwm anffurfiedig: Mae ymchwil presennol ar ddargludedd thermol aloion alwminiwm yn canolbwyntio'n bennaf ar aloion alwminiwm anffurfiedig. Defnyddir aloion alwminiwm anffurfiedig ar gyfer dargludedd thermol yn bennaf mewn meysydd fel automobiles ac electroneg, megis rheiddiaduron aloi alwminiwm, gwresogyddion, cyflyrwyr aer, ac ati.
O'i gymharu â sinciau gwres copr neu ddur traddodiadol, mae gan heatsinks alwminiwm fanteision megis pwysau ysgafn, ymwrthedd cyrydiad da, a chostau gweithredu isel, ac fe'u defnyddiwyd yn helaeth. O ran sinciau gwres cyfrifiadurol, mae sinciau gwres alwminiwm wedi dod yn brif ffrwd, gan ddisodli sinciau gwres copr / dur a chefnogwyr plastig. Anfantais aloi alwminiwm anffurfiedig yw ei bod hi'n anodd gwneud rhannau'n gyfrifol am y strwythur.
Castio aloi alwminiwm: Mae castio yn perthyn i ffurfio solidification ac ar hyn o bryd dyma'r broses orau ar gyfer ffurfio rhannau strwythurol cymhleth. Ar gyfer aloion alwminiwm cast, er mwyn sicrhau perfformiad llenwi a phriodweddau mecanyddol yr aloi, fel arfer mae angen ychwanegu mwy o elfennau aloi. Gall silicon mewn aloion alwminiwm cast wella hylifedd yr aloi, ond wrth i'r cynnwys silicon gynyddu, mae'r dargludedd thermol yn lleihau. Felly, yr anhawster wrth ddatblygu aloion alwminiwm cast dargludedd thermol uchel yw sicrhau hylifedd da tra'n dal i gynnal dargludedd thermol uchel trwy ddylunio aloi a rheoli microstrwythur.
Effaith triniaeth wres ar ddargludedd thermol
Mae triniaeth wres aloion alwminiwm yn bennaf yn cynnwys datrysiad solet, heneiddio ac anelio, ac mae eu heffeithiau ar ddargludedd thermol yn wahanol.
Triniaeth datrysiad solet: Ar ôl triniaeth datrysiad solet, mae dargludedd thermol a pherfformiad trylediad thermol aloi alwminiwm lle mae'r elfennau'n bodoli mewn cyflwr datrysiad solet yn is na'r rhai yn y matrics aloi alwminiwm pan fydd y cyfnod elfen yn cael ei waddodi. Y rheswm yw, ar ôl triniaeth datrysiad solet, bod strwythur y deunydd yn cael ei newid yn sylweddol, a bydd rhai elfennau aloi a chamau cryfhau yn hydoddi eto yn y matrics, gan ffurfio datrysiadau solet gor-dirlawn, gan achosi ystumiad delltog difrifol, cryfder cynyddol, a llai o ddargludedd thermol.
Triniaeth heneiddio: Gellir rhannu triniaeth heneiddio yn heneiddio tymheredd uchel a heneiddio tymheredd isel. Yn ystod heneiddio tymheredd uchel, mae trylediad atomig yn hawdd, ac mae cyflymder atgyweirio swyddi gwag a diffygion dadleoli yn yr aloi yn gyflymach. Bydd y dargludedd thermol yn cyrraedd ei werth uchaf mewn cyfnod byr o amser. Gydag estyniad amser, bydd gan y dargludedd thermol duedd ar i lawr, yn bennaf oherwydd datrysiad solet gormodedd o Si ac elfennau eraill yn y strwythur aloi a thwf cyfnodau dyddodi ar dymheredd uchel; Yn ystod heneiddio tymheredd isel, oherwydd trylediad atomig araf a diddymiad lleiaf posibl o elfennau megis Si ar dymheredd is, mae'r amser i ddargludedd thermol gyrraedd ei anterth yn sylweddol hirach nag yn ystod heneiddio tymheredd uchel, ac nid yw'r gwelliant mewn dargludedd thermol yn digwydd. mor arwyddocaol ag yn ystod heneiddio tymheredd uchel.
Triniaeth anelio: Mae gwahanol dymereddau anelio a dulliau oeri yn cael effeithiau gwahanol ar ddargludedd thermol aloion alwminiwm. Wrth i'r tymheredd anelio gynyddu, mae'r dargludedd thermol yn lleihau, ac mae gradd y gostyngiad mewn dargludedd thermol yn amrywio gyda gwahanol ddulliau oeri. Mae hyn oherwydd wrth i'r tymheredd anelio barhau i godi, mae mwy o ail gamau yn yr aloi alwminiwm yn hydoddi yn y matrics alwminiwm, gan arwain at gynnydd yn hydoddedd solet elfennau aloi, gan achosi ystumiad delltog difrifol a rhwystro symudiad electronau rhydd, gan arwain at gostyngiad mewn dargludedd thermol. Mae'r dargludedd thermol a geir gan y dull oeri araf gyda'r ffwrnais yn uwch na'r dull oeri cyflym, oherwydd po arafaf yw'r cyflymder oeri, y mwyaf ffafriol yw hi ar gyfer dyddodiad atomau hydoddiant solet.
Felly, er mwyn cyflawni dargludedd thermol uwch, dylid dewis tymheredd anelio is a dull oeri gydag oeri ffwrnais yn gyffredinol.
