알루미늄은 매우 다재다능한 금속이므로 방열판 응용 분야에 일반적으로 사용되는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 장치를 냉각하거나 특정 온도를 유지하기 위해 열을 전달하는 것은 현대 금속의 중요한 특성이며, 알루미늄은 엔지니어와 설계자가 가장 선호하는 선택 중 하나입니다. 오늘 우리는 왜 알루미늄이 방열판에 탁월한 옵션이 되는지, 알루미늄의 어떤 특성이 알루미늄을 특히 바람직한지 살펴보겠습니다.
알루미늄은 여러 가지 이유로 귀중한 소재입니다. 가벼운 무게와 높은 무게 대비 강도 비율은 가장 먼저 떠오르는 두 가지 특징입니다. 알루미늄은 또한 내식성이 뛰어나고 내구성이 뛰어나며 전기를 전도하고 놀라운 성형성을 제공합니다. 재활용성과 기타 지속 가능성 기능은 말할 것도 없습니다.
전자 제품 및 기타 최신 장치의 경우 알루미늄을 필수 불가결하게 만드는 주요 특성 중 하나는 놀라운 열전도율입니다. 이는 특정 온도를 유지하거나 과도한 열을 제거해야 하는 장비 및 응용 분야에 매우 중요합니다. 알루미늄의 전도성은 화학적 특성으로 인해 발생하는 자연적인 특성입니다.
물질의 열 전도 능력을 살펴볼 때 이는 일반적으로 미터-켈빈당 와트로 측정되며, 이는 (W/(m⋅K)) 또는 센티미터-켈빈(W/(cm⋅K))으로 표시할 수 있습니다. 열전도도를 BTU/(h⋅ft⋅°F)로 측정하는 영국식 열 단위(British Thermal Unit)를 사용하는 영국식 시스템도 있습니다.
어떻게 측정하든 열을 가장 잘 전도하는 금속 차트는 일반적으로 은부터 시작됩니다. 전도도는 406W/(m⋅K)입니다. 다음 목록에는 구리가 385W/(m⋅K), 금이 314W/(m⋅K), 알루미늄이 237W/(m⋅K)를 제공합니다.
철이나 강철과 같은 다른 일반적인 금속은 숫자가 훨씬 낮습니다. 스테인리스강의 측정치는 16W/(m⋅K)입니다. 알루미늄이 목록에서 왜 그렇게 높은가요? 화학에 너무 깊이 들어가지 않고도 금속이 좋은 열 전도체라는 기본적인 이유는 금속이 가열될 때 움직이기 시작하는 자유 전자를 가지고 있기 때문입니다. 그 움직임(열)은 다른 물질보다 더 빨리 금속을 통해 전달됩니다.
알루미늄과 같이 자유 전자가 더 많은 금속은 열을 잘 전도할 가능성이 더 높습니다. 경험에 따르면 금속이 전기 전도성이 좋으면 열 전도성도 좋다는 것입니다.
알루미늄이 최선의 선택인 이유를 더 잘 이해하기 위해 위 목록의 금속을 비교해 보겠습니다. 첫째, 은과 금은 알루미늄보다 훨씬 비싸고 실용성이 떨어집니다. 또한 은은 도체로 사용되면 빠르게 부식되는 경향이 있습니다.
그러면 구리와 알루미늄이 남게 됩니다. 구리는 더 나은 도체이지만 더 무겁고 더 비쌉니다. 귀하의 응용 분야에서 중요한 것이 가격과 무게에 관계없이 전도도의 양이라면 구리가 최고의 재료일 수 있습니다. 방열판에 가볍고 비용 효율적인 소재가 필요한 경우 알루미늄이 좋은 선택입니다.
방열판은 일종의 수동 열교환기입니다. 이는 장치에서 생성된 열을 유체 매체(일반적으로 공기이지만 경우에 따라 액체 냉각수)로 전달할 수 있습니다. 이렇게 하면 장비에서 열이 방출될 수 있습니다.
엔진부터 전자 장치까지 모든 것을 포함할 수 있는 현대 기계 장치에서 열 조절은 매우 중요할 수 있습니다. 방열판은 장치가 과열되지 않도록 도와줍니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 방열판은 CPU 및 기타 중요한 칩셋이 너무 뜨거워지는 것을 방지하는 데 유용합니다.
방열판은 일반적으로 주변 공기로의 열 전달을 최대화하기 위해 넓은 표면적을 가져야 합니다. 알루미늄의 많은 장점(경량, 비용 효율성, 성형성)으로 인해 휴대폰, LED 조명, TV 등의 방열판용 핵심 부품이 되었습니다. 여러 개의 '핀'이 있는 프로파일로 알루미늄을 경제적으로 압출하는 기능은 방열판의 표면적과 열 전달 능력을 증가시킵니다.
방열판을 설계할 때 엔지니어는 풍속, 주변 재료, 표면 처리, 장치 모양 등 여러 요소를 고려해야 합니다. 방열판을 연결하는 데 사용되는 접착제나 고정 장치도 방열판의 효율성에 영향을 미칠 수 있습니다.
당신이 알아야 할 한 가지는 순수 금속이 합금 금속보다 더 나은 열 전도체를 만든다는 것입니다. 알루미늄을 사용하는 경우 순수 알루미늄은 일반적으로 너무 무르기 때문에 실용적이지 않으며 특정 합금은 다른 합금보다 방열판으로 더 잘 작동합니다.
합금 1050은 229W/(m⋅K)만큼 우수한 열 전도체이지만 부드러운 경향이 있습니다. 약간의 전도성을 희생하더라도 6060, 6061 및 6063과 같은 더 강한 합금이 여전히 효과적일 수 있습니다. 이는 166~201W/(m⋅K) 사이의 열전도도 값을 나타냅니다. 합금의 성질조차도 전도되는 열의 양에 영향을 미치므로 필요한 전도성을 정확히 파악하고 고려 중인 합금의 특성과 비교하여 이를 확인하는 것이 중요합니다.
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