מָבוֹא
גופי חום-עשויים בדרך כלל מאלומיניום או נחושת-מושכים חום מהאלקטרוניקה ודוחפים אותו לאוויר סביבם. תמצאו אותם בכל מקום: בתוך מחשבים, תאורה, מכשירי חשמל, אתה שם את זה. כדי לעזור להם להחזיק מעמד זמן רב יותר ולעבוד טוב יותר, חברות מטפלות לעתים קרובות במשטחים שלהן. דברים כמו אילגון, ציפוי מתכת או ציפויים מיוחדים לא רק מגנים על הסנפירים מפני חלודה; זה גם עוזר להם להשיל חום בצורה יעילה יותר. כל טיפול מגיע עם סט יתרונות וחסרונות משלו. חלקם מגבירים את הביצועים התרמיים, חלקם מתמודדים עם קורוזיה, וחלקם פשוט מורידים עלויות. בואו נסתכל מקרוב על אילגון, ציפוי וציפויים על גופי קירור ונראה כיצד כל אחד מהם מסתדר בכל הנוגע ליעילות, הגנה ומחיר.
אילגון גופי חום: פליטות ועמידות
אילגון הוא תהליך-להפיכת גופי קירור מאלומיניום לקשיחים יותר ועמידים יותר-. כך זה עובד: אתה מעביר זרם חשמלי דרך המתכת, אשר מעבה את שכבת התחמוצת הטבעית שלה לקליפה קשיחה ונקבוביה. הקליפה הזו עושה הרבה. זה שומר על גוף הקירור מפני קורוזיה ובלאי-כך שהוא יחזיק מעמד מול דברים כמו לחות או אוויר מלוח הרבה יותר מאשר אלומיניום רגיל. אתה גם מקבל בידוד חשמלי מעולה מהעסקה, כך שיש פחות סיכון לקצרים חשמליים כאשר הרכיבים שלך ארוזים היטב.
אבל הקסם האמיתי, לפחות לקירור, קורה עם פליטת פני השטח. אלומיניום חשוף בקושי מקרין חום. כושר הפליטה שלו עומד על 0.04 עד 0.06, מה שאומר שהוא פשוט מחזיר חום בחזרה במקום לתת לו לברוח. עם זאת, ברגע שאתה מבצע אנודיזה, המספר הזה קופץ ל-0.8 או אפילו 0.9. זו קפיצה מסיבית-פתאום, גוף קירור עם אנודייז שחור יכול להקרין חום ביעילות פי 15 עד 20 מאשר גוף רגיל. זה עצום אם אתה מתמודד עם קירור פסיבי או במצבים שבהם זרימת האוויר מוגבלת. מומחים אומרים כי גופי קירור בצבע אנודייז שחור יכולים להגביר את הקירור הקרינה פי 8 עד 10 בהשוואה לאלומיניום חשוף, וזה אומר חלקים קרירים יותר, במיוחד במערכות קטנות או צפופות.
כעת, השכבה המאוגדת עצמה היא דקה-בדרך כלל רק 5 עד 25 מיקרון עבור החומר הסטנדרטי-כך שהיא לא ממש מאטה את זרימת החום דרך המתכת. אתה מקבל מעט התנגדות תרמית נוספת, אולי 5-10% יותר, אבל הבליטה בפליטה יותר מפצה על זה. אם תגזים ותשתמש ב"אילגון קשה" סופר-עבה (25-100 מיקרון), אז כן, תתחיל לראות את הכיור חם יותר כי השכבה חוסמת את החום קצת יותר. אבל בתנאים רגילים,-החלפה קטנה ובדרך כלל שווה את זה.
יש עוד מה לאהוב באנודיז. התהליך מנוסה-ו-נכון, עובד בקנה מידה, ובדרך כלל הוא זול יותר מציפויים מיוחדים מפוארים. בנוסף, המשטח הנקבובי לוקח צבע היטב, כך שתוכלו להשיג גופי קירור בכל מיני צבעים מבלי להתעסק עם כוח הקירור שלהם. מחקרים מראים שהצבע ממש לא משנה לקרינה תרמית-גימור אנודייז ברור מקרר בדיוק כמו שחור.
שורה תחתונה: גופי קירור עם אנודייז הם מועדפים מסיבה כלשהי. הם מתנגדים לקורוזיה, מקרינים חום כמו אלופים, ונראים טוב כשהם עושים זאת. החיסרון האמיתי היחיד הוא ירידה קלה בהולכה התרמית אם שכבת התחמוצת נעשית עבה מדי, אבל עם אילגון סטנדרטי, זה לא עניין גדול. אתה מקבל איזון חכם של הגנה וביצועים.
ציפוי גופי חום: מוליכות והגנה
ציפוי גוף קירור פירושו הוספת שכבת מתכת דקה-ניקל, פח, כסף, או לפעמים זהב-ישר על פני השטח. אנשים עושים זאת בדרך כלל עם כיורי נחושת או פלדה, ולפעמים עם אלומיניום, אם כי זה דורש כיסוי מיוחד. הסיבה הגדולה לציפוי? הגנה מפני קורוזיה. לדוגמה, הנחת ניקל או פח על נחושת מונעת ממנו להתחמצן ולהיחלץ, מה שעוזר לגוף הקירור להמשיך לעבוד היטב בסביבות לחות או קשות. בעיקרון, ציפוי המתכת פועל כמו מגן, שומר על אוויר ולחות בחוץ וגורם לחלק להחזיק מעמד זמן רב יותר.
שכבות מצופה, בניגוד לאנודיז, עדיין מוליכות גם חום וגם חשמל. ציפוי ניקל ללא אלקטרו בולט מכיוון שהוא קשיח נגד קורוזיה ועדיין מוליך חום. לשכבת ניקל יש מוליכות תרמית של כ-90 W/m·K-פחות מנחושת (כ-400 W/m·K) או מאלומיניום (כ-200 W/m·K)-אבל היא עדיין עושה את העבודה. מומחה אחד בתעשייה אפילו אומר, "ניקל נטול חשמל הוא הציפוי הטוב ביותר אם אתה רוצה העברת חום מקסימלית", וכי ציפוי הניקל נשאר מוליך, הן מבחינה תרמית והן מבחינה חשמלית. ציפוי הכסף עולה אפילו יותר (בסביבות 429 W/m·K) ומופיע בציוד{10} בעל ביצועים גבוהים במיוחד, אם כי הוא מוכתם עם הזמן. ציפוי זהב (318 W/m·K) מופיע בדרך כלל ביישומי תעופה וחלל או RF שבהם היציבות חשובה ביותר.
רוב הציפוי הוא בעובי של כמה מיקרונים בלבד, כך שהוא בקושי מוסיף התנגדות תרמית. עבור ניקל, ההתנגדות הנוספת היא בערך 0.2 K·cm²/W-כל כך קטנה שזה לא משנה עבור רוב העיצובים. שלא כמו צבע, ציפוי מתכת כמעט ולא מבודד, שכן המתכת עצמה נושאת חום היטב. ובכל זאת, הציפוי אינו זול. העלות תלויה במתכת: פח וניקל הם לא רעים, אבל כסף וזהב יכולים להיות יקרים מהר. כמו כן, ציפוי אלומיניום אינו פשוט-אתה זקוק לשלבי ניקוי נוספים או שכבת בסיס מיוחדת, מה שמוסיף לטרחה.
שורה תחתונה: ציפוי גופי קירור נותן לך עמידות בפני קורוזיה מוצקה מבלי לבלבל את הולכת החום. זה נפוץ במיוחד עבור כיורי נחושת (שכן נחושת אוהבת להחליד) ובכל מקום בו תרצו גימור מבריק ונקי, כמו מחברים. הפשרות-? עלות גבוהה יותר ולעיתים בעיות קורוזיה גלוונית-כמו אם ניקל דק על אלומיניום נשרט. אבל עבור עבודות אמינות- גבוהה, זה בדרך כלל שווה את זה. צלחת ניקל או פח טובה שומרת על גוף קירור לעבוד לאורך זמן.
גופי קירור עם סוגים שונים של גימור פני השטח
ציפויים לגוף קירור: גימורים אסתטיים ומבודדים
ציפוי לגוף קירור מתכוון בדרך כלל לצבעים, ציפויי אבקה או סרטי פולימר שמקבלים סטירה לאחר יצירת גוף הקירור. השכבות האלה עבות הרבה יותר מאנודיזה-תחשוב על 30 עד 100 מיקרון-והאמת, הן שם כדי להגן על החלק או לגרום לו להיראות יפה, לא כדי לעזור לו להתקרר טוב יותר. למעשה, הציפוי הופך לחסימה תרמית של ממש. מעצב גוף קירור אחד ניסח זאת בבוטות: "אל תצבע גופי קירור". צבע משאיר סרט מבודד דק שמאט את העברת החום. אפילו מעיל שחור מט, שחלק מהאנשים חושבים שיכול לעזור, למעשה גורר מעט את הביצועים. המוליכות התרמית הנמוכה והעובי שלו פשוט מפריעים.
עכשיו, יש טוויסט. ציפויים אכן מגבירים את פליטת פני השטח. גימור שחור טוב יכול להיות בעל פליטות בין 0.4 ל-0.8, הרבה יותר טוב ממתכת מבריקה. אז כן, גוף קירור צבוע מקרין חום בצורה יעילה יותר. אבל הנה הקאץ': החיזוק הזה רק לעתים רחוקות מפצה על העובדה שהציפוי חוסם את זרימת החום מהמתכת עצמה. נתונים מ-ProtoLabs מראים שציפוי אבקה יכול להפחית את הביצועים התרמיים ב-20 עד 50 אחוזים בגוף חום גבוה-. אז, כיורים צבועים בסופו של דבר מתחממים יותר, במיוחד כשהדברים נעשים אינטנסיביים. חלק מהיצרנים מציעים צבעים "מפזרים תרמיים", אך כפי שציין אחד מהנדסים, מתכת חשופה למעשה מנצחת חלקים מצופים כאשר הפרש הטמפרטורות אינו עצום.
יש סוג אחר של ציפוי{0}}המרה כמו כרומט או פוספט. אלו סיפור אחר. הם סופר דקים, רק שברירי מיקרון, ונקשרים ישר למתכת. הם בקושי נוגעים בהעברת חום אבל כן עוזרים לצבע להידבק ומוסיפים מעט הגנה מפני קורוזיה.
בשורה התחתונה: אנשים משתמשים בציפויים פולימריים על גופי קירור למראה או לבידוד חשמלי, לא לקירור טוב יותר. הם גורמים לחלק להיראות חד ועוזרים להימנע משריטות או קצרים חשמליים, אך תמיד ישנה פגיעה קלה בביצועים התרמיים. בגופי LED עם צריכת חשמל נמוכה- או בגאדג'טים לצרכן שבהם המראה חשוב, שכבת אבקה שחורה או לבנה היא בדרך כלל בסדר. אבל כשמדובר בדברים בעלי ביצועים גבוהים-, המהנדסים נמנעים מצביעה עבה על גופי קירור קריטיים.
השוואת ביצועים ויעילות
אז איך בעצם הטיפולים האלה מסתדרים כשזה מגיע להיפטר מחום? זה באמת מסתכם בדרך שבה אתה מקרר דברים. אם אתה מסתמך על קירור פסיבי-ללא מאווררים, רק זרימת אוויר טבעית ישנה וטובה-העלאת הפליטה עושה הבדל גדול. שם זורחים אילגון שחור או ציפויים מיוחדים, תרתי משמע. הם נותנים לגוף הקירור להזרים יותר חום באמצעות קרינה. קחו גוף קירור פסיבי קטן: אם תעשו לו אנודייז שחור, תוכלו להוריד את הטמפרטורה שלו ב-10-20%, רק על ידי כך שתאפשר לו להקרין טוב יותר.
אבל ברגע שאתה מביא מאוורר ועובר לקירור-אוויר מאולץ, ההסעה משתלטת. פתאום, הציפוי המפואר הזה עם-פליטה גבוהה עוזר רק לשיפור קטן-רק כמה אחוזים, שום דבר דרמטי.
עכשיו, מה לגבי מתכות מצופה? כיורים מצופים-ניקל, למשל, עדיין מוליכים חום כמעט כמו אלומיניום חשוף. מהנדס אחד אפילו ניסח זאת בצורה די בוטה: ציפוי אנודייז פשוט לא מזיז חום ביעילות כמו ציפוי מתכת. עם זאת, שכבת אנודייז דקה-עובי של כמה מיקרונים בלבד-לא ממש מפריעה להולכה. התמונה הגדולה יותר: גופי קירור עם אנודייז או צביעה עוסקים בהקרנת חום, בעוד אלו המצופים מתמקדים בהולכה והתנגדות לקורוזיה.
לסיכום: כיורים בצבע אנודייז שחור הם אלופים בהקרנת חום-לפעמים עד פי 8-10 טובים יותר ממתכת חשופה. ציפוי, לעומת זאת, שומר על פני השטח מוליך בדיוק כמו מתכת גולמית. רוב המעצבים רואים באנודיז את הבחירה הטובה ביותר לקירור פסיבי. אבל אם אתה מודאג לגבי חלודה או בלאי-לטווח ארוך, הציפוי מוביל. במערכות עם מאווררים או קירור מעורב, ההבדלים הולכים וקטנים. למעשה, עם כיורים מקוררים-במאוורר, צבע שחור עבה עשוי להוריד את הטמפ' בכמה מעלות בלבד בהשוואה לאלומיניום חשוף. ציפוי ניקל? בקושי תבחין בשינוי בטמפרטורה בכלל.
עמידות בפני קורוזיה ועמידות
הגנה על משטחי גוף קירור מפני קורוזיה חשובה באמת. קחו למשל את האנודיז-הוא בונה שכבה קשיחה, כמו- קרמית ממש על האלומיניום. השכבה הזו מרחיקה אוויר וכימיקלים, כך שכיורים עם אנודייז עומדים בתנאי לחות או מלח הרבה יותר טוב ממתכת חשופה. גם הציפוי עובד. רק שכבה דקה של ניקל או פח על נחושת יכולה לעצור את החמצון במסלוליו ולעזור לגוף הקירור להמשיך לעשות את עבודתו במשך שנים. תארו לעצמכם כיור נחושת בציפוי ניקל- יושב במקום לח; הוא עדיין ייראה ויעבוד כמו חדש הרבה אחרי שאחד לא מצופה מתחיל לרדת.
ציפויי צבע ואבקה עוזרים בכך שהם מכסים את המתכת, אבל הם טובים רק כמו פני השטח שלהם. אם הם נשרטים או נקרעים, קורוזיה מתגנבת פנימה. ציפויים כימיים דקים כמו כרומטים או פוספטים מוסיפים שכבת הגנה נוספת, לעתים קרובות מתרחשת לפני צביעת אבקה כדי לגבות את ההגנה. לגבי מידת היעילות של הגימורים האלה-אלומיניום אנודייז כמעט תמיד מקבל ציונים עליונים עבור עמידות בפני קורוזיה, וגם ציפוי ניקל מקבל ציונים גבוהים. אלומיניום חשוף מתחיל ליצור תחמוצת במהירות, ונחושת מוכתמת תוך זמן קצר.
לכן תמצאו אילגון או ציפוי ברוב גופי הקירור המשמשים בחוץ או בסביבות תעשייתיות קשות. שתי השיטות עושות עבודה מצוינת בחסימת חמצן ולחות, כך שגוף הקירור מחזיק מעמד זמן רב יותר. הבחירה הטובה ביותר תלויה רק במתכת איתה אתה עובד ובמקום שבו ישמש הכיור.
שיקולי עלות
העלות תמיד חשובה. לרוב, אילגון הוא הדרך הזולה יותר ללכת לגוף קירור אלומיניום, במיוחד אם אתה מכין אצווה גדולה. זהו תהליך מוצק ואמין לכל דבר שחולץ או מעובד מאלומיניום. ציפוי, לעומת זאת, יכול להיות בכל מחיר המפה-מבחינה. פח וניקל סטנדרטי זה לא נורא, אבל ברגע שמתחילים לדבר על ציפוי כסף או זהב, החשבון קופץ מהר. וכשאתה נכנס לציפויים מיוחדים-צבעי קרמיקה, פולימרים עבים-אתה לא משלם רק על החומרים. אתה גם משלם על עבודה נוספת כמו ריפוי ומיסוך, שגוזל זמן וכסף.
העלויות משתנות בהתאם לעובי הציפוי וכמה הכנה צריך החלק. אילגון קשיח, המעניק לך עמידות טובה יותר בפני שחיקה, עולה יותר מהסוג הרגיל. ציפוי אבקה נראה זול לחלק, אבל תבזבז יותר זמן בגימור החלקים. באמת, האנודיז מגיע למקום מתוק: זה סביר ועושה את העבודה. ציפוי או ציפויים מפוארים הגיוניים רק אם אתה צריך משהו מיוחד-כמו מראה מסוים, או תכונה שהאילגון לא יכול לתת לך. נניח שאתה צריך פיר כדי להוליך חשמל-ואז אתה צריך לצלוח אותו, והמחיר הופך פחות לדאגה.
בשורה התחתונה: רוב המעצבים בוחרים באנודיז עבור גופי קירור מאלומיניום מכיוון שהוא עובד היטב ואינו שובר את הכיס. אם אתה צריך תוספות ספציפיות, כמו גימור מתכת או צבע מסוים, אז אולי כדאי לשלם יותר עבור ציפוי או ציפוי מיוחד. רק ודא שהביצועים או הסגנון הנוספים באמת שווים את העלות. גוף קירור פשוט עם אנודייז נותן לך הרבה יותר ערך מאשר גוף מצופה יקר עם כמעט הבדל בביצועים התרמיים.
PowerWinxהיא ספקית מובילה של גופי קירור ורכיבים לניהול תרמי-בעלי ביצועים גבוהים. אנו מציעים מגוון רחב של גופי קירור עם טיפולי משטח מתקדמים, החל מכיורי אלומיניום-שחורים באנודיז שמגבירים את הקירור הקרינתי וכלה בעיצובי נחושת בציפוי ניקל-עמיד בפני קורוזיה-. על ידי אספקת כיורים עם אפשרויות האנודיזה, הציפוי והציפוי העדכניות ביותר, PowerWinx עוזרת למעצבי אלקטרוניקה לשמור על המכשירים שלהם קרירים ואמינים.
