Алюминий в качестве материала радиатора

Алюминий — чрезвычайно универсальный металл, поэтому неудивительно, что он широко используется в качестве радиаторов. Передача тепла с целью охлаждения устройства или поддержания определенной температуры является важным свойством современных металлов, а алюминий является одним из основных вариантов выбора для инженеров и дизайнеров. Сегодня мы рассмотрим, почему алюминий является таким отличным вариантом для радиаторов и какие его свойства делают его особенно желательным в этом отношении.

Алюминий является ценным материалом по нескольким причинам. Его легкий вес и высокое соотношение прочности к весу — две первые характеристики, которые приходят на ум. Алюминий также обладает превосходной коррозионной стойкостью, чрезвычайно прочен, проводит электричество и обеспечивает потрясающую формуемость. Это не говоря уже о его возможности вторичной переработки и других экологических характеристиках.

Когда дело доходит до электроники и других современных устройств, одно ключевое свойство делает алюминий действительно незаменимым: его замечательная теплопроводность. Это критически важно для оборудования и приложений, которые должны поддерживать определенную температуру или отводить избыточное тепло; Проводимость алюминия — это естественное свойство, обусловленное его химическим составом.

Что делает алюминий таким хорошим проводником тепла?

При рассмотрении способности материала проводить тепло обычно ее измеряют в так называемых ваттах на метр-кельвин, которые можно обозначить как (Вт/(м⋅К)), или как сантиметр-кельвин (Вт/(см⋅К)). Существует также английская система, использующая британские тепловые единицы, которая измеряет теплопроводность как БТЕ/(ч⋅фут⋅°F).

Независимо от того, как вы это измеряете, таблица металлов, которые лучше всего проводят тепло, обычно начинается с серебра. Его проводимость составляет 406 Вт/(м⋅К). Далее в списке идет медь с 385 Вт/(м⋅К), золото с 314 Вт/(м⋅К), а затем алюминий с 237 Вт/(м⋅К).

Другие распространенные металлы, такие как железо и сталь, имеют гораздо меньшие цифры; из нержавеющей стали — 16 Вт/(м⋅К). Почему алюминий занимает такое высокое место в списке? Не вдаваясь слишком глубоко в химию, основная причина того, что металлы являются хорошими проводниками тепла, заключается в том, что у них есть свободные электроны, которые начнут двигаться при нагревании; это движение (тепло) будет передаваться через металл быстрее, чем через другие вещества.

Металлы с большим количеством свободных электронов, например алюминий, с большей вероятностью хорошо проводят тепло. Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что если металл хорошо проводит электричество, он также будет хорошо проводить тепло.

Давайте сравним металлы из списка выше, чтобы лучше понять, почему лучшим вариантом будет алюминий. Во-первых, серебро и золото гораздо дороже и менее практичны, чем алюминий; кроме того, серебро имеет тенденцию быстро корродировать при использовании в качестве проводника.

Остаются медь и алюминий, и хотя медь является лучшим проводником, она также тяжелее и дороже. Если для вашего применения важна только величина проводимости, независимо от цены и веса, то медь может быть вашим лучшим материалом. Если вам нужен легкий и недорогой материал для радиатора, алюминий — хороший вариант.

Что такое радиатор и почему он так важен в современной технике?

Радиатор — это своего рода пассивный теплообменник. Он может передавать тепло, генерируемое устройством, в текучую среду, обычно воздух, но иногда и жидкий хладагент. Это позволяет теплу рассеиваться от оборудования.

В современных механических устройствах, которые могут включать в себя все, от двигателя до электроники, регулирование тепла может быть чрезвычайно важным. Радиатор помогает предотвратить перегрев устройства. Например, в компьютерах радиаторы полезны для предотвращения перегрева процессора и других важных наборов микросхем.

Радиатор обычно должен иметь большую площадь поверхности, чтобы максимизировать передачу тепла в окружающий воздух. Многие преимущества алюминия (легкость, экономичность, возможность формования) делают его ключевым компонентом радиаторов в мобильных телефонах, светодиодных фонарях, телевизорах и т. д. Возможность экономичной экструзии алюминия в профили с несколькими «ребрами» увеличивает площадь поверхности радиатора и его способность передавать тепло.

При проектировании радиатора инженерам необходимо учитывать несколько факторов: скорость воздуха, окружающие материалы, обработку поверхности и форму устройства. Даже клей или крепеж, используемые для соединения радиатора, могут повлиять на его эффективность.

Какие сплавы особенно хорошо подходят для изготовления радиаторов?

Вам следует знать одну вещь: чистые металлы являются лучшими проводниками тепла, чем легированные металлы. Работать с алюминием в чистом виде непрактично, поскольку он, как правило, слишком мягок, а некоторые сплавы работают в качестве теплоотводов лучше, чем другие.

Сплав 1050 является отличным проводником тепла, его теплопроводность достигает 229 Вт/(м⋅К), но он имеет тенденцию быть мягким. Несмотря на небольшую проводимость, более прочные сплавы, такие как 6060, 6061 и 6063, все же могут быть эффективными. Они будут иметь значения теплопроводности от 166 до 201 Вт/(м⋅К). Даже состояние сплава будет влиять на количество проводимого тепла, поэтому важно точно знать, какая проводимость вам нужна, и сверить ее со свойствами рассматриваемого сплава.

Ваш специалист по техническим услугам

Пытаясь подобрать материал для конкретного применения, имеет смысл работать с опытным поставщиком материалов, который знает особенности радиаторов и проводимости. В Clinton Aluminium наши знающие специалисты твердо привержены работе с нашими клиентами на каждом этапе процесса закупок. Это означает, что мы можем помочь вам посоветовать, какие сплавы лучше всего подойдут для вашего применения.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о том, какой алюминиевый сплав подойдет именно вам.