Yuqori issiqlik o'tkazuvchanlik materiallari

Kirish

Yuqori issiqlik o'tkazuvchanlik materiallari zamonaviy muhandislik dunyosida juda muhimdir. Siz ularni hamma joyda-elektronika, avtomobillar, energiya tizimlari va barcha turdagi sanoat mashinalarida ko'rasiz. Asosan, issiqlik o'tkazuvchanligi - bu materialning issiqlikni bir nuqtadan ikkinchisiga qanchalik yaxshi o'tkazishi, odatda har bir metr uchun vatt-kelvin (Vt/m·K) bilan o'lchanadi.

Agar material issiqlikni tez uzatsa, u narsalarni salqin va muammosiz ishlashiga yordam beradi. Shuning uchun mis va alyuminiy juda mashhur; ular ajoyib ish qiladilar va bankni buzmaydilar. Ammo unumdorlikni yanada oshirish kerak bo'lganda, olmos va grafit kabi ilg'or variantlar mavjud.

Masalan, olmos issiqlik o'tkazuvchanligi 1000 dan 2200 Vt / m · K gacha bo'lgan ko'pgina metallarni suvdan chiqarib yuboradi. Shunday qilib, qaysi materiallar nima qilishini bilish issiqlik qabul qiluvchilar va boshqa sovutish tizimlari uchun to'g'ri tanlashni ancha osonlashtiradi.

Alyuminiy issiqlik moslamalari

Yuqori issiqlik o'tkazuvchanlikdagi materiallarning tasnifi
 

Issiqlikni yaxshi o'tkazadigan materiallar haqida gap ketganda, sizda to'rtta asosiy guruh mavjud: metallar, keramika, uglerod-asosli buyumlar va kompozitlar. Metalllar-ko'pgina sanoat tarmoqlari uchun mo'ljallangan, chunki ular nafaqat issiqlikni o'tkazishda ajoyib-, shuningdek, ularni shakllantirish va ishlov berish juda oson. Kumush va mis roʻyxatning boshida, kumush taxminan 429 Vt/m·K, mis esa 401 ga yaqin. Alyuminiy ham unchalik uzoq emas, 237. Alyuminiy nitridi va kremniy karbid kabi keramikalar issiqlikni yaxshi ushlab turadi-, bu ularni elektr energiyasidan mukammal darajada izolyatsiya qiladi.

Endi uglerod{0}}asosidagi materiallar o'ziga xos sinfdir. Grafit va olmos haqida o'ylang. Grafit 150 Vt/m·K ga tegishi mumkin, ammo olmos o'zining ishlashi bilan hamma narsani changda qoldiradi. Keyin sizda mis-olmos yoki alyuminiy{6}}grafit kabi kompozitlar mavjud. Ushbu aralashmalar tobora ommalashib bormoqda, chunki ular muhandislarga issiqlik va mexanik xususiyatlarni o'zlariga kerak bo'lgan narsalarga moslashtirishga imkon beradi. Oxir-oqibat, ish uchun to‘g‘ri materialni tanlash-xarajat, og‘irlik, elektr o‘tkazuvchanlik va qismni haqiqatda yasash qanchalik osonligini muvozanatlashdir.

Asosiy xususiyatlar va samaradorlik omillari
 

Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan materiallar nafaqat ularning o'tkazuvchanlik soniga bog'liq. Issiqlik diffuziyasi, zichlik, solishtirma issiqlik va hatto materialning issiqlik bilan qanchalik kengayishi-familiyalarning to'liq aralashmasi mavjud. Metallar issiqlikni asosan erkin elektronlari bilan harakatga keltiradi, olmos kabi bo'lmagan-metallar esa fononlar deb nomlanuvchi panjaralarida tebranishlardan foydalanadi. Shuning uchun olmos elektr izolyatori bo'lishi mumkin, ammo baribir ajoyib darajada yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Yana bir narsani yodda tutish kerak: ba'zi materiallar anizotropikdir. Masalan, grafitni oling,{1}}uning issiqlik o‘tkazuvchanligi qaysi yo‘nalishni o‘lchaganingizga qarab o‘zgaradi. Keyin sirt qoplamasi, tozaligi va harorati bor; bularning barchasi ishlashni o'zgartirishi mumkin. Agar siz nopokliklar yoki nuqsonlarni kiritsangiz, deyarli darhol o'tkazuvchanlikning pasayishini ko'rasiz.

Muhandislar materiallarning qanday o'ynashiga ham qarashadi. Agar siz juda ko'p isitiladigan va soviydigan tizimlar bilan ishlayotgan bo'lsangiz, termal kengayishdagi farqlar mexanik stressga- yoki hatto ishlamay qolishiga olib kelishi mumkin. Demak, bu shunchaki raqamlar o‘yini emas, balki muvozanatni saqlash harakati.

Mis issiqlik moslamalari

Zamonaviy sanoatda qo'llanilishi
 

Yuqori issiqlik o'tkazuvchanlik materiallari sanoatning barcha turlarida katta rol o'ynaydi. Elektronikani olaylik, masalan,-issiqlik qabul qiluvchilar, termal prokladkalar va protsessorlar va grafik protsessorlar uchun sovutish tizimlari ishning uzluksiz ishlashi uchun bu materiallarga bog‘liq. Bu erda mis va alyuminiy hamma joyda. Ular arzon, ular bilan ishlash oson va ular ishni bajaradilar.

Quyosh invertorlari yoki batareyalarni saqlash kabi qayta tiklanadigan energiya manbalariga qaraganingizda, issiqlikni tez olib tashlash muhim ahamiyatga ega. Aks holda, unumdorlik pasayadi va uning qismlari tezroq o'ladi. Avtomobillar va samolyotlarda bu boshqa muvozanat harakati. Siz issiqlikni yaxshi o'tkazadigan materiallarni xohlaysiz, lekin ular engil bo'lishini xohlaysiz, shuning uchun alyuminiy qotishmalari va chiroyli kompozitlar g'alaba qozonadi.

Shunda sizda yuqori{0}}texnologik-yarimo‘tkazgichlar va lazer tizimlari-faqat eng yaxshilari ishlaydi. Aynan shu erda olmos va alyuminiy nitridi kiradi. Bu materiallar haddan tashqari issiqlikni tersiz ushlab turadi va hatto vaziyat keskinlashganda ham barqaror bo'lib qoladi.

Qurilmalar yildan-yilga kichikroq va kuchliroq bo'lib borayotgani sababli, har doim yanada yaxshi termal materiallar uchun turtki bo'ladi. Bu yangi kompozitsiyalar va nanomateriallar kabi ajoyib yutuqlarga erishmoqda.

Kelajakdagi tendentsiyalar va moddiy innovatsiyalar
 

Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan materiallarning keyingi avlodi ilg'or kompozitsiyalar va nanotexnologiyadagi yutuqlar tomonidan shakllantirilmoqda. Olimlar grafen, uglerod nanotubalari va bor arsenidi- kabi materiallarga e'tibor qaratmoqdalar. Masalan, uglerod nanotubalarini olaylik. Laboratoriya sozlamalarida ular issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti-diagrammalarini- ko'rsatdilar, ba'zan esa 6000 Vt/m·K dan yuqori.

Lekin bu faqat bitta materiallar haqida emas. Odamlar metallni keramika bilan aralashtirib yoki uglerod asosidagi tuzilmalarda-to‘qimoqda, kuch va issiqlikni boshqarishni muvozanatlashtiradigan duragaylar yasamoqda. Qo'shimchalar ishlab chiqarish kabi yangi ishlab chiqarish texnikasi muhandislarga issiqlik qabul qiluvchilarni ilgari imkoni bo'lmagan shakllarda loyihalash imkonini beradi va bu yanada samaraliroq bo'ladi.

Elektronika tobora kichikroq va kuchliroq bo'lib bormoqda, shuning uchun issiqlikni oqilona boshqarish uchun bu poyga sekinlashmaydi. Bu yaxshilanishlar shunchaki qog‘ozda-qiziq emas, ular elektr transport vositalari, o‘ta samarali{2}}ma’lumot markazlari va yuqori-samarador kompyuterlar uchun o‘yinni o‘zgartirmoqda. Agar siz kelajak qayerga ketayotganini bilmoqchi bo'lsangiz, ehtimol u har qachongidan ham salqinroq ishlaydi.

Xulosa jadvali

PowerWinxalyuminiy va mis issiqlik qabul qiluvchilar, svetoforli sovutgichlar va suyuq sovuq plitalarni o'z ichiga olgan ilg'or issiqlik boshqaruvi echimlariga ixtisoslashgan professional ishlab chiqaruvchi. Quyma quyish, CNC ishlov berish va payvandlash texnologiyalari bo'yicha kuchli tajribaga ega bo'lgan PowerWinx elektronika, qayta tiklanadigan energiya va avtomobilsozlik kabi sohalarga moslashtirilgan yuqori{1}}samaradorlik, iqtisodiy{2}}samarali sovutish yechimlarini taqdim etadi.

ISO 9001 / IATF 16949