Теплопроводность алюминий: Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

alexxlab | 18.11.1989 | 0 | Разное

Содержание

Теплопроводность – алюминий – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Cтраница 4

Трудность обработки стальных форм осложняет изготовление их, когда полость формы имеет особенно сложную конфигурацию. Последний способ состоит в следующем: расплавленный металл, залитый обычным литейным способом в предварительно подогретую форму, подвергается в период кристаллизации прессованию на гидравлическом прессе. Применяемое при этом удельное давление составляет для алюминиевых сплавов 1 кн / смг. По другому способу матрицы вдавливаются под нагрузкой 1 4 – 2 1 кн / смг в налитый в изложницы и застывающий алюминий. Ценным качеством алюминия является его стойкость против действия серы и соединений, содержащих серу. Теплопроводность алюминия почти в 5 раз выше теплопроводности стали, что ведет к сокращению цикла вулканизации. Алюминий стоек к атмосферному воздействию, а потому хранение таких форм не требует особых условий; достаточно обычных складских сухих помещений. Стальные же формы, сохраняемые на складах, в целях предохранения от ржавления необходимо покрывать густой смазкой. [46]

Выход найден в применении биметаллических отливок по методу Аль-фйн. Этот метод позволяет получить молекулярное соединение стали или чугуна с алюминием или алюминиевыми сплавами. При этом, например, в тормозном барабане, на трение работает чугун, а в остальной части барабана, от которой требуется высокая теплоемкость, теплопроводность и форма, обеспечивающая быструю передачу тепла окружающему воздуху, алюминий. Удельная теплоемкость алюминия в 2 раза выше, чем чугуна, поэтому при одинаковом весе возможность накопления тепла в алюминиевом барабане в 2 раза больше, чем в чугунном. Теплопроводность алюминия в 4 – 5 раз выше, чем у чугуна, а удельный вес в 3 раза меньше. [47]

Теплопроводность металлических материалов в значительной мере зависим от чистоты металлов. При высоких температурах теплопроводность еще мало чувствительна к чистоте и температуре материала.

При низких температурах ( 2 – 100 К) наблюдается максимум теплопроводности, превышающий в ряде случаев во много раз его значение при комнатной температуре. У всех цветных металлов температурный коэффициент теплопроводности положителен. Следует отметить весьма значительное падение теплопроводности алюминия и его сплавов при температурах ниже 20 К. [48]

В области низких температур для некоторых чистых металлов наблюдается резкое увеличение теплопроводности. Однако при температурах, близких к температуре жидкого гелия, имеет место еще более резкое падение теплопроводности до весьма малых значений. Температурный коэффициент теплопроводности зависит от строения атомно-кристаллической решетки сплава. Так, для сталей ферритного класса при положительных температурах он отрицательный, а для сталей аустенитного класса – положительный. Кроме того, сама величина коэффициента теплопроводности для аустенитных сталей значительно ниже, чем для ферритных и перлитных сталей.

Это делает выгодным применение аустенитных сталей в случаях, когда необходима малая теплопроводность детали. Высоколегированные чугуны также менее теплопроводны, чем обычные литейные. Все цветные металлы имеют положительный температурный коэффициент теплопроводности. Весьма характерным следует считать значительное падение теплопроводности алюминия и его сплавов при температурах, близких к-температуре сжиженного гелия. [49]

Далее, легко убедиться на опыте, что количество теплоты, передаваемой за единицу времени через стенку при определенной разности температур, тем больше, чем тоньше стенка. Наконец, теплопередача сильно зависит от материала стенки. Для характеристики различных материалов в отношении теплопередачи пользуются понятием коэффициента теплопроводности. Коэффициентом теплопроводности называют величину, показывающую, какое количество теплоты передается за 1 секунду сквозь единичную площадь стенки толщиной в единицу, при разности температур между поверхностями стенки 1 С. Если, например, коэффициент теплопроводности алюминия равен 0 5 кал / см – сек – град, то это означает, что через каждый квадратный сантиметр алюминиевой стенки при разности температур 1 Си при толщине стенки 1 см передается 0 5 калории в течение 1 секунды. [50]

Коэффициенты теплопроводности некоторых веществ. [51]

Когда нагревается холодная Гкз рюлеГ бнна-гбря ЩюТ1Шгу, пр бисхОДЯТ передача теплоты сквозь металлические стенки кастрюли. Способность тел производить передачу теплоты называют их теплопроводностью. От чего зависит количество теплоты, передаваемой через какую-нибудь стенку. Чем эта разность больше, тем большее количество теплоты передается через стенку за определенный промежуток времени. Затем, это количество зависит от площади стенки. Вода в кастрюле с большим дном нагревается, как известно, скорее, чем в кастрюле с меньшим дном. Далее, легко убедиться на опыте, что количество теплоты, передаваемой за единицу времени через стенку при определенной разности температур, тем больше, чем тоньше стенка. Наконец, теплопередача сильно зависит от материала стенки. Для характеристики различных материалов в отношении теплопередачи пользуются понятием коэффициента теплопроводности. Коэффициентом теплопроводности называют величину, показывающую, какое количество теплоты передается за 1 секунду сквозь единичную площадь стенки толщиной в единицу, при разности температур между поверхностями стенки 1 С.

Если, например, коэффициент теплопроводности алюминия равен 0 5 кал / см – сек – град, то это означает, что через каждый квадратный сантиметр алюминиевой стенки при разности температур 1 С и при толщине стенки 1 см передается 0 5 калории в течение 1 секунды. [52]

Когда нагревается холодная вода в кастрюле, поставленной на горячую плиту, происходит передача теплоты сквозь металлические стенки кастрюли. Способность тел производить передачу теплоты называют их теплопроводностью. От чего зависит количество теплоты, передаваемой через какую-нибудь стенку. Чем эта разность больше, тем большее количество теплоты передается через стенку за определенный промежуток времени. Затем, это количество зависит от площади стенки. Вода в кастрюле с большим дном нагревается, как известно, скорее, чем в кастрюле с меньшим дном. Далее, легко убедиться на опыте, что количество теплоты, передаваемой за единицу времени через стенку при определенной разности температур, тем больше, чем тоньше стенка. Наконец, теплопередача сильно зависит от материала стенки. Для характеристики различных материалов в отношении теплопередачи пользуются понятием коэффициента теплопроводности. Коэффициентом теплопроводности называют величину, показывающую, какое количество теплоты передается за 1 секунду сквозь единичную площадь стенки толщиной в единицу, при разности температур между поверхностями стенки 1 С. Если, например, коэффициент

теплопроводности алюминия равен 0 5 кал / см сек град, то это означает, что через каждый квадратный сантиметр алюминиевой стенки при разности температур 1 Си при толщине стенки 1 см передается 0 5 калории в течение 1 секунды. [53]

Страницы: 1 2 3 4

Теплопроводность алюминий или медь – Автомобильный портал AutoMotoGid

Содержание

Что такое теплопроводность и для чего нужна
Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности
От чего зависит показатель теплопроводности
Методы измерения
Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов
Применение
1 Медь – коротко про теплопроводность
2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?
3 Минусы высокой теплопроводности
4 Как у меди повысить теплопроводность?

Все изделия, используемые человеком, способны передавать и сохранять температуру прикасаемого к ним предмета или окружающей среды. Способность отдачи тепла одного тела другому зависит от вида материала, через который проходит процесс. Свойства металлов позволяют передавать тепло от одного предмета другому, с определенными изменениями, в зависимости от структуры и размера металлической конструкции. Теплопроводность металлов – один из параметров, определяющих их эксплуатационные возможности.

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Процесс переноса энергии атомов и молекул от горячих предметов к изделиям с холодной температурой, осуществляется при хаотическом перемещении движущихся частиц. Такой обмен тепла зависит от агрегатного состояния металла, через который проходит передача. В зависимости от химического состава материала, теплопроводность будет иметь различные характеристики. Данный процесс называют теплопроводностью, он заключается в передаче атомами и молекулами кинетической энергии, определяющей нагрев металлического изделия при взаимодействии этих частиц, или передается от более теплой части – к той, которая меньше нагрета.

Способность передавать или сохранять тепловую энергию, позволяет использовать свойства металлов для достижения необходимых технических целей в работе различных узлов и агрегатов оборудования, используемого в народном хозяйстве. Примером такого применения может быть паяльник, нагревающийся в средней части и передающий тепло на край рабочего стержня, которым выполняют пайку необходимых элементов. Зная свойства теплопроводности, металлы применяют во всех отраслях промышленности, используя необходимый параметр по назначению.

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Если теплопроводность характеризует способность металлов передавать температуру тел от одной поверхности к иной, то термическое сопротивление показывает обратную зависимость, т.е. возможность металлов препятствовать такой передаче, иначе выражаясь, – сопротивляться. Высоким термическим сопротивлением обладает воздух. Именно он, больше всего, препятствует передаче тепла между телами.

Количественную характеристику изменения температуры единицы площади за единицу времени на один градус (К), называют коэффициентом теплопроводности. Международной системой единиц принято измерять этот параметр в Вт/м*град. Эта характеристика очень важна при выборе металлических изделий, которые должны передавать тепло от одного тела к другому.

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

вида металла;
химического состава;
пористости;
размеров.

Металлы имеют различное строение кристаллической решетки, а это может изменить теплопроводность материала. Так, например, у стали и алюминия, особенности строения микрочастиц влияют по-разному на скорость передачи тепловой энергии через них.

Коэффициент теплопроводности может иметь различные значения для одного и того же металла при изменении температуры воздействия. Это связано с тем, что у разных металлов градус плавления отличается, а значит, при других параметрах окружающей среды, свойства материалов также будут отличаться, а это отразится на теплопроводности.

Методы измерения

Для измерения теплопроводности металлов используют два метода: стационарный и нестационарный. Первый характеризуется достижением постоянной величины изменившейся температуры на контролируемой поверхности, а второй – при частичном изменении таковой.

Стационарное измерение проводится опытным путем, требует большого количества времени, а также применения исследуемого металла в виде заготовок правильной формы, с плоскими поверхностями. Образец располагают между нагретой и охлажденной поверхностью, а после прикосновения плоскостей, измеряют время, за которое заготовка может увеличить температуру прохладной опоры на один градус по Кельвину. Когда рассчитывают теплопроводность, обязательно учитывают размеры исследуемого образца.

Нестационарную методику исследований используют в редких случаях из-за того, что результат, зачастую, бывает необъективным. В наши дни никто, кроме ученых, не занимается измерением коэффициента, все используют, давно выведенные опытным путем, значения для различных материалов. Это обусловлено постоянством данного параметра при сохранении химического состава изделия.

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Обычное железо и цветные металлы имеют разное строение молекул и атомов. Это позволяет им отличаться друг от друга не только механическими, но и свойствами теплопроводности, что, в свою очередь, влияет на применение тех или иных металлов в различных отраслях хозяйства.

Сталь имеет коэффициент теплопроводности, при температуре окружающей среды 0 град. (С), равный 63, а при увеличении градуса до 600, он снижается до 21 Вт/м*град. Алюминий, в таких же условиях, наоборот – увеличит значение от 202 до 422 Вт/м*град. Сплавы из алюминия, будут также повышать теплопроводность, по мере увеличения температуры. Только величина коэффициента будет на порядок ниже, в зависимости от количества примесей, и колебаться в пределах от 100 до 180 единиц.

Медь, при изменении температуры в тех же пределах, будет уменьшать теплопроводность от 393 до 354 Вт/м*град. При этом, медь содержащие сплавы латуни будут иметь такие же свойства, как и алюминиевые, а значение теплопроводности будет изменяться от 100 до 200 единиц, в зависимости от количества цинка и других примесей в составе сплава латуни.

Коэффициент теплопроводности чистого никеля считается низким, он будет менять свое значение от 67 до 57 Вт/м*град. Сплавы с содержанием никеля, будут также иметь коэффициент с пониженным значением, который, благодаря содержанию железа и цинка, колеблется от 20 до 50 Вт/м*град. А наличие хрома, позволит понизить теплопроводность в металлах до 12 единиц, с небольшим увеличением этой величины, при нагреве.

Применение

Агрегатное состояние материалов имеет отличительную структуру строения молекул и атомов. Именно это оказывает большое влияние на металлические изделия и их свойства, в зависимости от назначения.

Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

кухонная посуда с различными свойствами;
оборудование для пайки труб;
утюги;
подшипники качения и скольжения;
сантехническое оборудование для подогрева воды;
приборы отопления.

Медные трубки широко используют в радиаторах автомобильных систем охлаждения и кондиционеров, применяемых в быту. Чугунные батареи сохраняют тепло в квартире, даже при непостоянной подаче теплоносителя требуемой температуры. А радиаторы из алюминия, способствуют быстрой передаче тепла отапливаемому помещению.

При возникновении высокой температуры, в результате трения металлических поверхностей, также важно учитывать теплопроводность изделия. В любом редукторе или другом механическом оборудовании, способность отводить тепло, позволит деталям механизма сохранить прочность и не быть подвергнутыми разрушению, в процессе эксплуатации. Знание свойств теплопередачи различных материалов, позволит грамотно применить те или иные сплавы из цветных или черных металлов.

Высокая теплопроводность меди наряду с другими замечательными свойствами определила этому металлу значимое место в истории развития человеческой цивилизации. Изделия из меди и ее сплавов используются практически во всех сферах нашей жизни.

1 Медь – коротко про теплопроводность

Теплопроводностью называют процесс переноса энергии частиц (электронов, атомов, молекул) более нагретых участков тела к частицам менее нагретых его участков. Такой теплообмен приводит к выравниванию температуры. Вдоль тела переносится только энергия, вещество не перемещается. Характеристикой способности проводить тепло является коэффициент теплопроводности, численно равный количеству теплоты, которая проходит через материал площадью 1 м 2 , толщиной 1 м, за 1 секунду при единичном градиенте температуры.

Коэффициент теплопроводности меди при температуре 20–100 °С составляет 394 Вт/(м*К) – выше только у серебра. Стальной прокат уступает меди по этому показателю почти в 9 раз, а железо – в 6. Различные примеси по-разному влияют на физические свойства металлов. У меди скорость передачи тепла снижается при добавлении в материал или попадании в результате технологического процесса таких веществ, как:

Высокая теплопроводность характеризуется быстрым распространением энергии нагрева по всему объему предмета. Эта способность обеспечила меди широкое применение в любых системах теплообмена. Ее используют при изготовлении трубок и радиаторов холодильников, кондиционеров, вакуумных установок, автомашин для отвода избыточного тепла охлаждающей жидкости. В отопительных приборах подобные изделия из меди служат для обогрева.

Способность меди проводить тепло снижается при нагреве. Значения коэффициента теплопроводности меди в воздухе зависит от температуры последнего, которая влияет на теплоотдачу (охлаждение). Чем выше температура окружающей среды, тем медленнее остывает металл и ниже его теплопроводность. Поэтому во всех теплообменниках используют принудительный обдув вентилятором – это повышает эффективность работы устройств и одновременно поддерживает тепловую проводимость на оптимальном уровне.

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

3 Минусы высокой теплопроводности

Низкая теплопроводность во многих случаях является нужным свойством – на этом основана теплоизоляция. Использование медных труб в системах отопления приводит к гораздо большим потерям тепла, чем при применении магистралей и разводок из других материалов. Медные трубопроводы требуют более тщательной теплоизоляции.

У меди высокая теплопроводность, что обуславливает достаточно сложный процесс монтажных и других работ, имеющих свою специфику. Сварка, пайка, резка меди требует более концентрированного нагрева, чем для стали, и зачастую предварительного и сопутствующего подогрева металла.

При газовой сварке меди необходимо использование горелок мощностью на 1–2 номера выше, чем для стальных деталей такой же толщины. Если медь толще 8–10 мм, рекомендуется работать с двумя или даже тремя горелками (часто сварку производят одной, а другими осуществляют подогрев). Сварочные работы на переменном токе электродами сопровождаются повышенным разбрызгиванием металла. Резак, достаточный для толщины высокохромистой стали в 300 мм, подойдет для резки латуни, бронзы (сплавы меди) толщиной до 150 мм, а чистой меди всего в 50 мм. Все работы связаны с значительно большими затратами на расходные материалы.

4 Как у меди повысить теплопроводность?

Медь – один из главных компонентов в электронике, используется во всех микросхемах. Она отводит и рассеивает тепло, образующееся при прохождении тока. Ограничение быстродействия компьютеров обусловлено увеличением нагрева процессора и других элементов схем при росте тактовой частоты. Разбиение на несколько ядер, работающих одновременно, и другие способы борьбы с перегревом себя исчерпали. В настоящее время ведутся разработки, направленные на получение проводников с более высокой электропроводимостью и теплопроводностью.

Открытый недавно учеными графен способен значительно увеличить теплопроводность медных проводников и их возможность к рассеиванию тепла. При проведении эксперимента слой меди покрыли графеном со всех сторон. Это улучшило теплоотдачу проводника на 25 %. Как объяснили ученые, новое вещество меняет структуру передачи тепла и позволяет энергии двигаться в металле свободнее. Изобретение находится на стадии доработки – при эксперименте использовался медный проводник гораздо больших размеров, чем в процессоре.

Шаг пятый.
Предыдущие шажки можно увидеть здесь.
Достался мне тут недавно бракованный кулер Titan D5TB/Cu35. Все было нормально, но основание не отшлифовано совсем, медный пятак имел частые борозды видимо от отрезного станка глубиной примерно 0,5 мм.
Решено было – отполировать и поставить.
Эффект превзошел все ожидания. Температура, под нагрузкой, упала до 47 градусов.
Как это возможно? Алюминий эффективней меди?

Теплопроводность:
Алюминий 180-200 Вт/м*К
Медь обычная 300-320 Вт/м*К

Плотность:
Рал=2700 кг/м3
Рмед=8940 кг/м3, где Р-плотность

Удельная теплоёмкость:
Алюминий – 880 Дж / кг*К
Медь – 385 Дж / кг*К

видим, что:
· плотность меди выше, чем у алюминия примерно в 3,31 раза
· теплопроводность меди выше, чем у алюминия примерно в 1,66-1,75 раза
· теплоёмкость медного радиатора меньше, чем у алюминиевого примерно в 2,28 раза, при равной массе.

Таким образом, если радиаторы одинаковые по размерам и форме, то выполненный из меди будет в 3,31 раза тяжелее, его теплоемкость будет примерно в 1.44 раз больше чем у алюминиевого. Следовательно, при одинаковой нагрузке медный радиатор нагреется в 1.44 раза меньше. При большей разнице температур между процессорным ядром и радиатором теплообмен проходит эффективнее, следовательно, медный радиатор лучше.
Но на практике, я заменил медный радиатор на алюминиевый и выиграл. Почему?
В данном случае я заменил небольшой, но тяжелый радиатор от Thermaltake Volcano 10, с частыми тонкими ребрами, на вдвое больший радиатор от Titan D5TB/Cu35 с достаточно редкими и толстыми ребрами. Масса радиаторов примерно равна, поэтому теплоемкость алюминиевого радиатора будет больше. Следовательно, нагреваться он будет дольше. Кроме того, сопротивление воздушному потоку меньше из-за большей ширины каналов. Следовательно, через алюминиевый радиатор проходит большее количество воздуха, и он (воздух) забирает больше тепла. Тепловой баланс устанавливается на низшей отметке температуры, так как, во-первых, за единицу времени больше тепла отдается в атмосферу вследствие большего количества проходящего воздуха, а площадь теплообмена у обоих радиаторов примерно равна. А во-вторых, сам радиатор нагревается медленнее вследствие большей теплоемкости, поэтому для достижения равной с медным радиатором температуры алюминиевому требуется больше времени, что усугубляет первое положение. Кроме того, возможно в радиаторе от Thermaltake Volcano 10 образовывались не продуваемые зоны, в которых застаивался теплый воздух.
Основное преимущество меди, большая теплопроводность, в данном случае существенного влияния не оказывает, ввиду слабого воздушного потока вследствие чего и алюминиевый и медный радиаторы успевают равномерно распределить тепло по поверхности своих ребер и, следовательно, единица площади ребер обоих радиаторов отдает воздуху примерно равное количество тепла.
Все, что здесь написано, отражает мою личную точку зрения и не более. Я не старался придерживаться классической терминологии и возможно применил неверные определения, за что прошу строго меня не судить.

Конструктивная критика принимается здесь.

Какая теплопроводность у железа — Строй Обзор

Содержание

Теплопроводность — алюминий
Характеристика теплопроводности материалов
Теплопроводность — алюминий
Что такое теплопроводность и для чего нужна
Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности
От чего зависит показатель теплопроводности
Методы измерения
Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов
Применение

Теплопроводность — алюминий

Теплопроводность алюминия выше теплопроводности железа более чем в 3 раза, что приводит к сильному теплоотводу и широкой зоне разогрева металла, прилегающего к шву.

Теплопроводность алюминия в пять раз больше теплопроводности чугуна, и поэтому алюминиевые сплавы часто заменяют чугун при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, поршень из алюминиевого сплава, будучи легче чугунного примерно в три раза, облегчает вес конструкции. Металлы с большой теплопроводностью в то же время являются лучшими проводниками электричества.

Схема аргонового хроматографа фирмы Пай.

Большая теплоемкость и теплопроводность алюминия обеспечивают равномерную температуру по всей длине трубки.

В виду того что теплопроводность алюминия почти в пять раз выше теплопроводности стали, время нагрева, а следовательно и время вулканизации резиновых смесей в прессформах из этого материала сокращается. Однако следует отметить, что пресс-формы из алюминия быстро изнашиваются, что является их существенным недостатком.

Влияние легирующих добавок на коэффициент линейного теплового расширения алюминия в присутствии второго.

Примеси оказывают существенное влияние на теплопроводность алюминия в области низких температур.

Теплопроводность оксидной пленки намного хуже теплопроводности алюминия , но вследствие незначительной толщины пленки это не оказывает заметного влияния на общую теплопроводность изделия.

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек СС.

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия .

Коэффициент теплопроводности меди, серебра и стали изменяется с температурой незначительно, теплопроводность алюминия возрастает в интервале 0 — 400 С приблизительно в 1 6 раза. При высоких температурах серебро испаряется интенсивнее меди, а медь окисляется и взаимодействует с парами теллуридов. Поэтому для медных шин целесообразно использовать защиту слоем железа. Контакт шин с термоэлементами осуществляется через промежуточные слои, исключающие диффузию материала шины в термоэлектрический материал.

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия .

Из сопоставления приведенных данных для алюминия с теплофизи-ческими характеристиками щелочных металлов следует, что температура кипения и теплопроводность алюминия значительно больше, а сечение захвата тепловых нейтронов значительно меньше соответствующих величин — для щелочных металлов. Имея в виду, что остальные теплофи-зические характеристики сравниваемых металлов приближенно одинаковы, и учитывая также малую упругость паров алюминия при высоких температурах, можно сделать заключение, что с точки зрения теплофи-зических характеристик алюминий, как теплоноситель, имеет определенные преимущества по сравнению со щелочными металлами при решении задач, связанных с высокой температурой теплоносителя.

Следует подчеркнуть, что так как собственно переходное электрическое сопротивление сварных точек ( RK) очень мало ( оно измеряется долями мком), а теплопроводность алюминия и меди велика, то никогда не происходит перегрева в месте сварки при прохождении тока даже и в тех случаях, когда суммарное сечение сварных точек значительно меньше рабочего сечения самой шины. Это тщательно проверено длительными лабораторными и эксплуатационными испытаниями.

Характеристика теплопроводности материалов

Понятие теплопроводности материалов характеризуется способностью переносить тепловую энергию в пределах определенного объекта от нагретых частей к холодным. Процесс осуществляется атомами, молекулами, электронами и происходит в любых телах с неравномерным распределением температуры.

С позиций кинетической физики этот процесс происходит в результате взаимодействия частиц молекул более нагретых участков в пределах образца с другими элементами, отличающимися низшей температурой. Механизм и скорость переноса теплоты зависит от агрегатного состояния вещества.

Категория теплопроводности предусматривает определение скорости нагревания образца материала и перемещение температурной волны в определенном направлении. Показатель зависит от физических параметров:

плотности;
температуры фазового перехода в жидкое состояние
скорости распространения звука (для диэлектриков).

Теплопроводность — алюминий

Прочность алюминиевой оболочки в несколько раз выше свинцовой, алюминий в 4 2 раза легче свинца ( удельный вес 2 7 и 11 4 соответственно), теплопроводность алюминия примерно в шесть раз выше, чем у свинца, его сопротивление усталости при вибрации в 25 раз больше, чем у свинца. В четырехпроводных сетях переменного тока напряжением до 1000 в с глухозаземленной нейтралью допускается использование алюминиевой оболочки в качестве нулевого рабочего провода.

В этом уравнении di 15 5 — 10 — 3 ( м) — наружный диаметр графитового баллона; d0 1 1 45 — 10 — 3 ( м) — диаметр сечения испытуемого расплавленного металла; q ( z) ( ккал / м2 — час) — тепловой поток на наружной поверхности графитового баллона; К AI и гр ( ккал / м — час — град) — соответственно коэффициенты теплопроводности алюминия и графита.

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в в раз, свинца в 12 раз меньше, чем меди.

Корродирующее действие некоторых компонентов флюса на алюминий нейтрализуются промывкой шва и поверхности деталей 10 % — ным раствором азотной кислоты в теплой воде и в последующем горячей водой. Теплопроводность алюминия почти в 5 раз, а теплоемкость в 2 раза больше, чем стали, поэтому при сварке алюминия необходимо поддерживать более высокую температуру пламени, чем температура плавления алюминия.

Диаграмма прочности алюминия при нагреве в процессе сварки.

Теплопроводность алюминия в 3 раза больше, чем у стали, коэффициент расширения в 2 раза превышает коэффициент расширения стали.

Кристаллическая решетка алюминия состоит, как и у многих других металлов, из гра-нецентрированных кубов ( см. стр. Теплопроводность алюминия вдвое больше теплопроводности железа и равна половине теплопроводности меди. Его электропроводность намного выше электропроводности железа и достигает 60 % электропроводности меди.

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в б раз, свинца в 12 раз меньше, ч м меди.

С понижением чистоты алюминия теплопроводность уменьшается, а с повышением температуры несколько увеличивается. При 100 теплопроводность алюминия составляет — 66 5 % теплопроводности серебра.

Если это количество теплоты известно, то для сечения z по замеренному значению градиента температур в нем можно рассчитать величину коэффициента теплопроводности образца. Окончательный расчет искомой величины коэффициента теплопроводности алюминия состоит в расчете поправки для коэффициента теплопроводности образца на теплоту, проходящую по стенкам графитового баллона.

Некоторые свойства титана, циркония и гафния.

Атомная структура титана, его большое сродство к электрону оказывают сильное влияние на такие свойства, как электропровод ность и теплопроводность. Теплопроводность его в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия . Это имеет существенное значение, например, при обработке металла резанием.

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия. Теплопроводность титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа. Это необходима учитывать при нагреве металла для обработки давлением и при сварке. Электросопротивление титана примерно в 6 раз больше чем у железа и в 20 раз больше, чем у алюминия.

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия. Теплопроводность, титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа.

Стеклопласты на основе фенольных смол имеют теплопроводность такого же порядка. Для сравнения следует заметить, что теплопроводность стали равна, 40, а теплопроводность алюминия находится в пределах от 175 до 200 ккал / м-ч-град.

Все изделия, используемые человеком, способны передавать и сохранять температуру прикасаемого к ним предмета или окружающей среды. Способность отдачи тепла одного тела другому зависит от вида материала, через который проходит процесс. Свойства металлов позволяют передавать тепло от одного предмета другому, с определенными изменениями, в зависимости от структуры и размера металлической конструкции. Теплопроводность металлов — один из параметров, определяющих их эксплуатационные возможности.

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

вида металла;
химического состава;
пористости;
размеров.

Методы измерения

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Применение

Отличающийся химический состав узлов и деталей из железа, позволяет обладать различной теплопроводностью. Это связано со структурой таких металлов как чугун, сталь, медь и алюминий. Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

кухонная посуда с различными свойствами;
оборудование для пайки труб;
утюги;
подшипники качения и скольжения;
сантехническое оборудование для подогрева воды;
приборы отопления.

5 — 9 классы
Химия
8 баллов

свойства железа и серы (агр.состояние. теплопроводность электропроводность . запах

«>

Алюминий 6061-T6 (UNS AA96061) | NIST

Доступные данные:

Теплопроводность
Удельная теплоемкость
Модуль Юнга
Линейное тепловое расширение

	Теплопроводность	Удельная теплоемкость
ЕДИНИЦЫ	Вт/(м-К)	Дж/(кг-К)
и	0,07918	46.6467
б	1,0957	-314. 292
с	-0,07277	866.662
д	0,08084	-1298,3
и	0,02803	1162.27
ф	-0,09464	-637,795
г	0,04179	210.351
ч	-0,00571	-38.3094
и	0	2,96344
диапазон данных	4-300	4-300
диапазон уравнений	1-300	4-300
аппроксимация кривой % ошибки относительно данных	0,5	5

Уравнение подгонки кривой вида:
log ₁₀ y = a+b(log ₁₀ T) + c(log ₁₀ T) ² + d(log ₁₀ T) ³ + e(log 907 141 20 9) 4 + f(лог ₁₀ Т) ⁵ + g(log ₁₀ T) ⁶ + h(log ₁₀ T) ⁷ + i(log ₁₀ T) ⁸

3

Решается как:
_{y = 10} a+b(log ₁₀ T) + c(log ₁₀ T) ² + d(log _{10 7 T 10 7 8 10 90 90) журнал ₁₀ T) ⁴ + f(log ₁₀ T) ⁵ + g(log ₁₀ T) ⁶ + h(log _{10 7} T) 70910148 + i(log ₁₀ T) ⁸}

Где: Коэффициенты a–i суммированы в соответствующей таблице, а T — температура в К (ось X), а y — свойство, которое необходимо найти для .

Теплопроводность AL 6061-T6 от 4К до 300К

Удельная теплоемкость AL 6061-T6 от 4К до 300К

	Модуль Юнга	Линейное расширение
ЕДИНИЦЫ	ГПа	[(L-L ₂₉₃ )/L ₂₉₃ ] x 10 ⁵ безразмерный, напр. м/м
и	7.771221E1	-4.1277E2
б	1.030646Е-2	-3.0389E-1
с	-2.924100Е-4	8.7696E-3
д	8.993600E-7	-9.9821Е-6
и	-1.070900Е-9	0
Т _низкий (К)		18
f>		-415,45
диапазон данных (K)	0-299	4-300
диапазон уравнений (K)	2-295	4-300
аппроксимация кривой % ошибки относительно данных	1	4

уравнение вида:
y = a + bT + cT ² + dT ³ + eT ⁴	>T > T _низкий
у = ж	Т < Т _низкий
решает, как и ожидалось: Где: Коэффициенты a-e суммированы в соответствующей таблице, T — температура в К (ось X), а y — свойство, для которого необходимо найти.

Модуль Юнга AL 6061-T6 от 2K до 295К

Линейное расширение AL 6061-T6 от 0K до 300K

Вернуться к каталогу свойств материалов

Каталожные номера

Линейное тепловое расширение
Материалы и жидкости СПГ. Эд. Дуглас Манн
Национальное бюро стандартов, отделы криогеники
Первое издание, 1977 г.

Удельная теплоемкость
Материалы и жидкости СПГ. Эд. Дуглас Манн
Национальное бюро стандартов, отдел криогеники
Первое издание, 1977 г.

Ю. С. Тулукян (Эти данные не использованы)
Рекомендуемые значения теплофизических свойств восьми сплавов, основных компонентов и их оксидов
Университет Пердью. Февраль 1965 г.

Теплопроводность
База данных тепловых свойств материалов при криогенных температурах.
Эд. Холли М. Верес. Том 1

Рекомендуемые значения теплофизических свойств восьми сплавов,
Основные составляющие и их оксиды
Ю. С. Тулукиан (Университет Пердью), февраль 1965 г.

Модуль Юнга
Материалы и жидкости СПГ. Эд. Дуглас Манн
Национальное бюро стандартов, отдел криогеники
Первое издание, 1977 г. Таблица 1009

Полный справочный список свойств криогенных материалов

Тепловые свойства и металлы

Создано 28 февраля 2018 г., обновлено 2 июня 2021 г.

Стандарт теплопроводности печатной платы с алюминиевым сердечником — производство печатных плат и сборка печатных плат

hermal C проводимость :

Теплопроводность печатной платы с алюминиевым сердечником — это параметр тепловых характеристик алюминиевой подложки, который является одним из трех основных критериев измерения качества (двумя другими свойствами являются тепловые характеристики). значение сопротивления и значение выдерживаемого напряжения).

Теплопроводность алюминиевой подложки можно проверить после ламинирования. В настоящее время высокой теплопроводностью обычно обладают керамика, медь и т. д. Однако стоимость керамики и меди высока. Таким образом, наиболее широко используется алюминиевая подложка, которая представляет собой уникальную алюминиевую подложку на металлической основе, покрытую медью, с хорошей теплопроводностью, электроизоляцией и механическими свойствами.

Запросить предложение по производству алюминиевых печатных плат сейчас

Производительность печатной платы с алюминиевым сердечником:

(1) Тепловыделение

Многослойная печатная плата имеет высокую плотность и высокую мощность. Трудно рассеивать тепло.

Обычные подложки для печатных плат, такие как FR4, CEM3, являются проводниками с плохой теплопроводностью. Локальный нагрев электронного оборудования не решается, что приводит к высокой температуре и выгоранию электронных компонентов. Но алюминиевая подложка может решить эту проблему отвода тепла.

(2) Тепловое расширение

Тепловое расширение и сжатие являются общей природой материи, и коэффициенты теплового расширения различных веществ различны. Печатная плата на алюминиевой основе может эффективно решить проблему отвода тепла, уменьшая тем самым тепловое расширение и сжатие различных материалов на печатной плате и повышая долговечность и надежность всей машины и электронного оборудования. В частности, решается проблема теплового расширения и сжатия SMT (технология поверхностного монтажа).

(3) Стабильность размеров

Печатная плата с алюминиевым сердечником явно намного более стабильна, чем печатные платы из изоляционных материалов, которые нагреваются от 30 ° C до 140 ~ 150 ° C, а изменение размеров составляет 2,5 ~ 3,0%.

(4) Другие причины

Эффект экранирования;

A. Замена хрупкой керамической подложки;

B. Уверенно используйте технологию поверхностного монтажа;

C. Уменьшить реальную эффективную площадь печатной платы;

D. Заменяет такие компоненты, как радиаторы, для улучшения тепловых и физических свойств продукта;

E. Сокращение затрат на производство печатных плат и рабочей силы.

Запросить расчет стоимости изготовления алюминиевой печатной платы

Структура алюминиевой подложки

(1) Металлическая основа удлинение 5%. Алюминиевый базовый слой US Begas делится на четыре типа 1,0, 1,6, 2,0 и 3,2 мм, алюминиевый тип 6061Т6 или 5052х44.

(2) Слой изоляции

Изоляция, обычно 50~200 мкм. Если он слишком толстый, он может действовать как изолятор, чтобы предотвратить короткое замыкание с металлическим основанием, но это повлияет на рассеивание тепла; если он слишком тонкий, он может хорошо рассеивать тепло, но легко вызвать короткое замыкание металлического сердечника и вывода компонента.

Введение стандарта теплопроводности алюминиевой подложки

Теплопроводность алюминиевой подложки является одним из важных показателей для оценки качества алюминиевой подложки. Двумя другими важными факторами являются термическое сопротивление алюминиевой подложки и выдерживаемое напряжение алюминиевой подложки. Теплопроводность алюминиевой подложки обычно присутствует на рынке. 2.00.1, удельная теплопроводность алюминиевой подложки может быть измерена прибором, теплопроводность алюминиевой подложки напрямую влияет на цену алюминиевой подложки, как правило, чем выше теплопроводность алюминиевой подложки относительно Цена алюминиевой подложки будет выше. Что касается качества алюминиевой подложки, то нельзя однозначно смотреть на теплопроводность алюминиевой подложки. Характеристики алюминиевой подложки определяются теплопроводностью алюминиевой подложки, термическим сопротивлением алюминиевой подложки и выдерживаемым напряжением. Она не определяется одним фактором.

Запросить расчет стоимости изготовления алюминиевой печатной платы сейчас

Теплопроводность алюминиевой подложки, как правило, фиксирована и не изменяется под воздействием внешних факторов. Теплопроводность определяется в основном сырьем алюминиевой подложки. Если добавить материалы с высокой теплопроводностью, такие как медь и серебро, теплопроводность материала алюминиевой подложки определенно будет выше. Теплопроводность — основная физическая величина, фиксированная составляющая материала, и ее теплопроводность не зависит от толщины или площади.

В настоящее время высокой теплопроводностью обычно обладают керамика, медь и т. д. Однако из-за учета стоимости сегодня на рынке представлено большинство алюминиевых подложек, и соответствующая теплопроводность алюминиевой подложки является параметром, который все заботятся. Чем выше теплопроводность. Один из символов, который представляет лучшую функцию. Алюминиевая подложка представляет собой обычную алюминиевую подложку на металлической основе, покрытую медью, с хорошей теплопроводностью, электроизоляцией и функциями механической обработки. Теплопроводность алюминиевых подложек обычно колеблется в пределах 1,0, 1,5 и 2,0. Конкретная ситуация зависит от потребностей продукта.

Алюминиевые профили соответствуют требованиям терморегуляции SSL во многих областях применения (ЖУРНАЛ)

+++++

Эта статья была опубликована в апрельском выпуске журнала LEDs Magazine за 2013 г.

Просмотрите оглавление и загрузите PDF-файл полного выпуска за апрель 2013 г. или просмотрите версию электронного журнала в своем браузере.

+++++

С технологией твердотельного освещения на основе светодиодов (SSL), которая произвела революцию в индустрии освещения, новые возможности для осветительных приборов появляются повсюду, от жилых и коммерческих до уличных светильников. Тем не менее, грязный маленький секрет светодиодной технологии заключается в том, что она представляет собой проблему управления температурным режимом, которая значительно отличается и более горячая, чем любая проблема, когда-либо представлявшая собой устаревшие лампочки. Отвод тепла от переходов светодиодов является необходимым условием для длительного срока службы изделия и стабильного поддержания светового потока и цвета. Существует множество вариантов материалов и способов производства для управления температурным режимом, а алюминиевые профили могут использоваться в самых разных областях.

Архитекторы, дизайнеры по свету и другие специалисты предъявляют высокие требования к светильникам и корпусам, которые отличаются великолепным внешним видом, вариантами отделки и цвета, а также структурной целостностью. Инженеры-конструкторы пытаются обеспечить все вышеперечисленное, решая проблему управления температурным режимом. Производители осветительных приборов хотят поставлять все вышеперечисленное, но в экономичных продуктах.

Рис. 1.

На данный момент преимущества светодиодов общепризнанны: более качественный свет, большая энергоэффективность и более низкие затраты на техническое обслуживание благодаря длительному сроку службы луковицы. Тем не менее, управление температурным режимом по-прежнему остается проблемой. Тепло, выделяемое светодиодами, губительно не только для срока службы лампы, но и для качества света. Перед инженерами стоит задача разработки продуктов, которые не только великолепно выглядят, но и решают проблему управления температурным режимом.

Термическая проблема

Задача инженеров-теплотехников состоит в том, чтобы отводить тепло от источника и рассеивать его в окружающую атмосферу как можно дальше от электроники и как можно быстрее. Осветительная промышленность предпочитает использовать продукты с пассивным управлением температурой, такие как радиаторы, в отличие от методов активного управления температурой. Как правило, активное управление температурой приравнивается к добавлению устройства, помогающего перемещать воздух над радиатором, часто это вентилятор. Движущийся воздух может повысить эффективность радиатора или даже позволить использовать радиатор меньшего размера в некоторых приложениях. Однако активные элементы могут увеличить стоимость, добавить шум и/или снизить надежность системы.

Инженеры обычно используют осветительную арматуру или материалы корпуса для облегчения передачи тепла. Большинство материалов обладают способностью проводить тепло, некоторые лучше, чем другие. Эта способность также называется теплопроводностью и измеряется в ваттах на метр-кельвин (Вт/мК).

Различные материалы обладают широким диапазоном теплопроводности. Например, бриллианты имеют очень высокий уровень (обычно 2200 Вт/мК), но явно слишком дороги для использования в осветительных приборах. Медь имеет приличный уровень теплопроводности (обычно 390 Вт/мК), но имеет два существенных недостатка по сравнению с алюминием — медь весит примерно в три раза больше алюминия и обычно стоит до пяти раз дороже. Алюминий не так хорошо проводит тепло (максимум 237 Вт/мК), но предлагает преимущества в весе и стоимости, которые важны во многих приложениях SSL.

Вычислительная гидродинамика

Чтобы определить правильное решение для управления температурным режимом, инженеры обычно работают со специализированным программным обеспечением, которое моделирует продукты и их тепловые характеристики. Вычислительная гидродинамика (CFD) используется для моделирования теплопроводности продукта, а анализ методом конечных элементов (FEA) исследует структурную целостность компонента. Пример CFD показан на рис. 1. В каждом продукте есть множество переменных, которые зависят от размера, формы и применения продукта (например, для внутреннего или наружного применения). Комбинируя FEA и CFD вместе с переменными, можно разработать наиболее рентабельный продукт, отвечающий потребностям как инженера-конструктора, так и инженера-теплотехника.

Рис. 2.

Исторически алюминий был предпочтительным материалом для управления температурным режимом в светотехнической промышленности. Переменная заключалась в том, является ли алюминий литым или экструдированным. Светодиоды, однако, привели к новым тепловым проблемам, а также к разнообразию форм-факторов продуктов SSL, которые могут потребовать новых тепловых подходов. В ответ светотехническая промышленность начала использовать термопласты и графит в некоторых приложениях для управления температурным режимом.

В оставшейся части этой статьи мы рассмотрим четыре комбинации материалов и производственных процессов, которые чаще всего используются для решения проблемы терморегулирования в светодиодных светильниках. Кандидатами являются:
– Алюминиевые профили,
– Алюминиевые отливки,
– Термопласты, полученные литьем под давлением, и
– Литой графит.

Существуют определенные конструкции, приложения или условия, при которых каждый из этих материалов/процессов имеет смысл.

Профили и отливки

Алюминиевые профили и алюминиевые отливки чаще всего используются для управления температурой светодиодов. В 2012 году одна только компания Sapa предоставила светотехнической промышленности миллионы фунтов профилей. Этот рост обусловлен повышением теплового КПД, гибкостью конструкции и ценовыми преимуществами алюминиевых профилей по сравнению с отливками, что является доказательством того, что многие дизайнеры обнаруживают, что алюминиевые отливки не являются решение для большинства приложений.

Существует несколько типов отливок, используемых в светотехнической промышленности. Для приложений с меньшим объемом, таких как специализированные уличные фонари, предпочтительным продуктом является литье в песчаные формы. Другие типы отливок включают отливки в постоянные формы, которые используются для приложений среднего объема, таких как стандартные промышленные или складские осветительные приборы. Наконец, литье под давлением используется для крупносерийных изделий, таких как светильники, продаваемые через розничных торговцев.

При рассмотрении сопутствующих затрат литье в песчаные формы имеет самые низкие затраты на оснастку, которые обычно находятся в диапазоне от 5 000 до 10 000 долларов США и предлагают самую высокую цену за штуку. Цены на отливки в постоянные формы обычно колеблются от 15 000 до 30 000 долларов. Цены на штучные детали как для песчаных, так и для постоянных литейных форм сильно зависят от объема необходимой вторичной обработки.

Отливки под давлением имеют более низкие цены за штуку по сравнению с литьем в песчаные формы и отливки в постоянные формы и обычно требуют наименьшего количества вторичных операций, однако инструментальная оснастка может стоить от 50 000 до 100 000 долларов. Стоимость инструментов для литья под давлением аналогична стоимости инструментов для литья под давлением.

Все формы литых алюминиевых инструментов имеют определенный ожидаемый срок службы, по истечении которого инструменты необходимо заменить. Для сравнения, инструменты для крупного прессования обычно находятся в диапазоне от 5000 до 7500 долларов, а алюминиевые экструдеры обычно покрывают все затраты на замену инструментов, что дает экструзиям преимущество в затратах по сравнению с отливками.

Теплопроводность

С точки зрения теплопроводности использование экструзии имеет явное преимущество перед литьем. Алюминиевые профили могут быть на 53% более эффективными, чем отливки, поскольку они обладают более высоким уровнем теплопроводности. Коллективная проводимость упомянутых выше типов отливок обычно находится в диапазоне 120–140 Вт/мК, в то время как проводимость алюминиевых профилей обычно находится в гораздо более высоком диапазоне 200–215 Вт/мК. На рис. 2 показаны сравнительные показатели теплопроводности чистого алюминия, прессованных сплавов и литых сплавов.

Многие компании, занимающиеся освещением, на горьком опыте убедились, что литье из песка, форм и литья под давлением может быть менее эффективным, чем алюминиевые профили. Характер процесса литья создает проблемы с газовой пористостью. Если пористость находится рядом с областью, выделяющей тепло, пористость действует как печь, удерживая тепло в этой области, что затем сокращает срок службы светодиода. Это особенно проблема с иностранными литейщиками, у которых могут быть более низкие процедуры и стандарты качества. Пористость не является проблемой для процесса экструзии алюминия.

Рис. 3.

Вы можете легко использовать анализ CFD для сравнения аналогичных алюминиевых отливок под давлением и алюминиевых профилей. На рис. 3 показан такой обзор, иллюстрирующий, что процесс экструзии позволяет проектировать ребра экструзии без осадки, что требуется для литья под давлением. Этот факт позволяет использовать более длинные ребра экструзии, которые обеспечивают дополнительную площадь поверхности. В общем, чем больше площадь поверхности, тем больше естественная конвекция тепла в окружающую атмосферу. Сочетание увеличенной площади поверхности экструзии и более высокой теплопроводности по сравнению с литьем под давлением приводит к снижению максимальной температуры на 23%.

Повышение теплопроводности профилей по сравнению с отливками позволяет производителям осветительных приборов использовать меньше материала для достижения той же тепловой эффективности. Меньше материала плюс меньшая занимаемая площадь обычно приводят к снижению общих затрат. Кроме того, крупносерийная обработка с ЧПУ позволяет экструдерам экономично обрабатывать детали. Еще одним конструктивным преимуществом экструзии является то, что этот процесс обеспечивает превосходную отделку поверхности, которую можно анодировать в различные цвета, осветлить или покрасить в любой цвет (рис. 4).

Выдавливание обеспечивает большую гибкость в плане размера. Экструдеры могут создавать продукты шириной более 21 дюйма и иметь соотношение ребер 19:1. Два метода производства более широких продуктов включают конструкцию с защелкой, которая часто используется для корпусов или коробок, и технологию, называемую сваркой трением с перемешиванием, которая позволяет экструдерам соединять два или более куска алюминия вместе без наполнителя. Компания Sapa использовала эту технологию для герметизации профиля путем приваривания крышки к верхней части, что может быть особенно полезно в промышленных осветительных приборах, где светильники должны быть взрывобезопасными.

Термопласты и графит, полученные литьем под давлением

В некоторых ситуациях алюминиевые отливки и термопласты или графит, полученные литьем под давлением, имеют преимущества перед экструзией. Как правило, это небольшие приложения, в которых радиаторы необходимо прикрепить к колбе, часто в случае модернизации устаревших продуктов.

TOP HEADLINES

Теплопроводность алюминий: Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

Теплопроводность алюминий: Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

Теплопроводность – алюминий – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Теплопроводность алюминий или медь – Автомобильный портал AutoMotoGid

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

От чего зависит показатель теплопроводности

Методы измерения

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Применение

1 Медь – коротко про теплопроводность

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

3 Минусы высокой теплопроводности

4 Как у меди повысить теплопроводность?

Какая теплопроводность у железа — Строй Обзор

Теплопроводность — алюминий

Характеристика теплопроводности материалов

Теплопроводность — алюминий

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

От чего зависит показатель теплопроводности

Методы измерения

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Применение

Алюминий 6061-T6 (UNS AA96061) | NIST

3

Каталожные номера

Стандарт теплопроводности печатной платы с алюминиевым сердечником — производство печатных плат и сборка печатных плат

Алюминиевые профили соответствуют требованиям терморегуляции SSL во многих областях применения (ЖУРНАЛ)

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики