Naarmate de prestaties van elektronische apparaten steeds beter worden, worden de vereisten voor warmteafvoer ook steeds hoger. Als belangrijk onderdeel van de warmteafvoer heeft het materiaal van het koellichaam rechtstreeks invloed op het warmteafvoereffect en de stabiliteit van de apparatuur. In dit artikel worden verschillende veelgebruikte materialen voor koellichamen en hun voordelen in verschillende toepassingen onderzocht, waaronder aluminium, koper, grafiet en opkomende materialen.
Aluminium koellichaam
Aluminium is een van de meest gebruikte materialen voor koellichamen. Het wordt veel gebruikt in verschillende elektronische apparaten vanwege de uitstekende thermische geleidbaarheid en lage kosten. Aluminium koellichamen zijn lichtgewicht en gemakkelijk te verwerken in verschillende complexe vormen. Ze zijn geschikt voor CPU-koellichamen, LED-koellichamen en algemene consumentenelektronica. Aluminium koellichamen worden vervaardigd door middel van extrusie- of gietprocessen, die voor voldoende warmteafvoer kunnen zorgen terwijl de lichtheid van de apparatuur behouden blijft.
Koperen koellichaam
Koper heeft een betere thermische geleidbaarheid dan aluminium en is een ander veelgebruikt materiaal voor koellichamen. Koperen koellichamen worden vaak gebruikt in hoogwaardige apparatuur van industriële kwaliteit, zoals hoogwaardige CPU-koellichamen en koellichamen voor servers . Hoewel koper zwaarder en duurder is dan aluminium, zorgt de uitstekende thermische geleidbaarheid ervoor dat het warmte in een kortere tijd kan afvoeren, waardoor de apparatuur ook onder hoge belasting stabiel kan blijven functioneren. Koperen koellichamen maken meestal gebruik van heatpipe-technologie om warmte efficiënt te geleiden via faseveranderingen tussen vloeistof en gas.
Grafiet koellichaam
Grafiet is een opkomend warmteafvoermateriaal met extreem hoge thermische geleidbaarheid en lichtheid. Grafiet koellichamen worden vaak gebruikt in mobiele apparaten zoals mobiele telefoons en tablets. Grafietmaterialen hebben niet alleen een goede thermische geleidbaarheid, maar kunnen ook een efficiënte warmteverspreiding door gelaagde structuren bereiken om een uniforme warmteafvoer van het apparaat te garanderen. Vanwege de flexibiliteit van grafiet kan het ook worden gebruikt bij het warmteafvoerontwerp van bepaalde speciale vormen of ultradunne apparaten, waardoor meer ontwerpflexibiliteit wordt geboden.
Koellichaam van opkomend materiaal
Met de ontwikkeling van de materiaalkunde worden sommige opkomende materialen ook gebruikt in koellichamen. Nieuwe materialen zoals koolstofnanobuisjes en grafeen zijn bijvoorbeeld potentiële keuzes geworden voor efficiënte koellichamen vanwege hun uitstekende thermische geleidbaarheid en mechanische sterkte. De toepassing van deze nieuwe materialen bevindt zich nog in de onderzoeks- en ontwikkelingsfase, maar er wordt verwacht dat ze in de toekomst efficiëntere en lichtere oplossingen voor warmteafvoer zullen bieden. Bovendien worden sommige composietmaterialen, zoals keramische composieten, ook gebruikt in hoogwaardige apparaten om duurzamere en efficiëntere warmteafvoerprestaties te bieden.
Selectie en toepassing van materialen voor koellichamen
Koellichamen van verschillende materialen hebben hun eigen voordelen. De selectie van het juiste materiaal moet worden bepaald op basis van de specifieke toepassingsscenario's en apparatuurvereisten.
1. Consumentenelektronica: Voor gewone consumentenelektronica, zoals thuiscomputers en LED-lampen, zijn aluminium koellichamen de eerste keuze vanwege hun lage kosten, lichte gewicht en goede thermische geleidbaarheid.
2. Hoogwaardige apparatuur: voor hoogwaardige apparatuur die een efficiënte warmteafvoer vereist, zoals geavanceerde CPU's, GPU's en servers, kunnen koperen koellichamen een stabielere warmteafvoer bieden vanwege hun betere thermische geleidbaarheid .
3. Mobiele apparaten: Voor mobiele apparaten zoals mobiele telefoons en tablets kunnen grafietkoellichamen zorgen voor een goede warmteafvoer en tegelijkertijd de draagbaarheid van het apparaat garanderen vanwege hun lichte gewicht en efficiënte thermische geleidbaarheid.
4. Opkomende velden: Voor sommige hightechapparatuur en speciale toepassingen in de toekomst wordt verwacht dat opkomende materiële koellichamen, zoals koolstofnanobuisjes en grafeenkoellichamen, efficiëntere en lichtere oplossingen zullen bieden.
Kortom, het materiaal van het koellichaam bepaalt grotendeels de warmteafvoerprestaties en toepassingsgebieden. Van traditioneel aluminium en koper tot opkomend grafiet en nanomaterialen: elk materiaal heeft zijn unieke voordelen. Met de voortdurende vooruitgang van de technologie en de opkomst van nieuwe materialen zal de keuze van radiatormaterialen gediversifieerder en efficiënter worden, waardoor betere warmteafvoeroplossingen voor verschillende elektronische apparaten worden geboden om hun stabiele werking en langdurig gebruik te garanderen.
