순도가 열전도율을 높이는 이유
알루미늄의 열전도도는 주로 전자와 포논의 산란에 의해 제어됩니다. 합금 원소는 결정 격자를 교란시키고 산란을 증가시키므로 가장 순수한 등급에서 가장 높은 전도성이 발견됩니다. 이것이 바로 1xxx 시리즈가 열{3}}전달 응용분야를 지배하는 반면, 강도가 더 높은 합금은 기계적 성능 대신 전도성의 일부 손실을 허용하는 이유입니다.
1100: 최고 전도성 등급
약 99%의 알루미늄으로 구성된 1100 알루미늄은 표준 등급 중 가장 높은 약 222W/m·K를 제공합니다. 합금 원소가 없기 때문에 전자 산란이 최소화되어 최적의 열 전달이 이루어지며 일반적으로 방열판, 조리기구 및 열교환기에 사용됩니다. 부드러움으로 인해 구조적 적용이 제한되지만 비용은 많은 합금 대체재보다 약 30% 저렴합니다.
전기 및 열 업무용 1050
1050은 99.5% 순도에서 약 220W/m·K를 제공하며 와전류 손실을 최소화하기 때문에 변압기 권선에 선호됩니다. 약간 높은 철 함량은 전기 저항 안정성을 향상시키며, 어닐링된 O 템퍼는 냉간-얇은 호일 성형을 가능하게 하며. 1050 전 세계 건식-형 변압기 도체 시장에서 큰 비중을 차지하며 동등한 열 성능에 대해 구리보다 비용이 저렴합니다.
6063-T5: 우수한 열 전달 강도
6063-T5는 약 201W/m·K를 제공하며 이는 1100보다 약 10% 낮지만 항복 강도는 약 4배 더 높습니다. 마그네슘과 실리콘을 첨가하면 압출성이 향상되어 복잡한 방열판 핀이 가능하고 양극 산화 처리 호환성이 높아 LED 냉각 시스템에 이상적입니다. 순수 알루미늄보다 열적, 기계적 요구 사항의 균형이 더 잘 맞기 때문에 많은 알루미늄 프로파일 라디에이터에서 이 합금을 사용합니다.
고강도 합금의-절충-
고강도-합금은 열적 패널티를 받습니다. 예를 들어, 2024는 구리 함량으로 인해 약 151W/m·K로 떨어지며, 열처리를 통해 이를 더욱 줄일 수 있습니다. 이러한 합금은 항공기 스킨과 같이 강도가 열 성능보다 중요한 곳에 사용되며 전자 장치 근처에 배치할 때 열 인터페이스 재료가 필요할 수 있습니다. 열팽창은 성질 전반에 걸쳐 안정적으로 유지됩니다.
열 전달에 대한 아노다이징 효과
아노다이징은 전도성이 매우 낮은 5~10 마이크론의 절연 산화물 층을 추가하며, 하드 아노다이징은 베어 메탈에 비해 열 전달을 약 12% 줄일 수 있습니다. 그러나 양극 처리된 표면은 복사 방사율을 향상시켜 대류 및 복사 냉각에 도움이 됩니다. 가장 좋은 방법은 중요한 열 경로를 코팅하지 않은 채로 두고 나머지 구성 요소는 양극 산화 처리하는 것입니다.
자주 묻는 질문
Q1: 열전도율이 가장 높은 알루미늄 합금은 무엇입니까?
1100 알루미늄은 약 222W/m·K로 가장 높은 표준 전도성을 제공하며, 그 다음으로 약 220W/m·K로 1050이 뒤따릅니다. 1070 및 1060과 같이 순도가 높은-등급도 비슷한 성능을 발휘합니다.
Q2: 6063이 방열판의 1100을 대체할 수 있습니까?
예, 대부분의 프로필 방열판 설계에서{0}}T5는 약 10%의 전도성을 포기하지만 훨씬 더 나은 강도와 압출성을 제공하여 더 얇은 핀과 복잡한 형상을 가능하게 하여 전반적인 냉각 성능을 향상시킵니다.
Q3: 아노다이징 처리가 방열판 성능에 영향을 미치나요?
코팅을 통한 전도는 약간 감소하지만 표면 방사율이 증가하여 복사 냉각이 향상됩니다. 최상의 결과를 얻으려면 접촉 표면을 마스크하고 핀 영역을 양극산화 처리하십시오.
Q4: 열교환기에 구리 대신 알루미늄을 사용하는 이유는 무엇입니까?
알루미늄은 약 1/3의 밀도와 더 낮은 단위 부피당 비용으로 구리 전도성의 약 60%를 가지며, 더 나은 중량-표준화 및 비용{3}}표준화 열 성능을 제공합니다.
Q5: 방열판에는 어떤 성질을 선택해야 합니까?
1xxx 합금의 경우 O 또는 가벼운 H 템퍼는 최대 전도성을 제공합니다. 압출 6063의 경우 T5는 전도성, 강도 및 치수 안정성의 균형을 유지하므로 표준 선택입니다.