Quali materiali sono adatti per i dissipatori di calore per luci LED comunemente utilizzati?

In che modo i lampioni, le luci per la coltivazione delle piante e i fari delle automobili dissipano il calore e come si scelgono i giusti profili del dissipatore di calore in alluminio?

    Quali materiali sono adatti per i dissipatori di calore delle lampade di uso comune? Data la immatura tecnologia di chip e packaging a livello nazionale, la progettazione del sistema degli apparecchi di illuminazione diventa particolarmente importante. Come possiamo garantire la durata ottimale e la qualità dell'emissione luminosa dei chip? Questa diventa la preoccupazione principale per i produttori di apparecchi di illuminazione. In effetti, il fattore principale che influenza quanto sopra è"Calore."Ogni chip ha una temperatura di giunzione che deve essere controllata al di sotto di 85°C per garantire un funzionamento ottimale. Quindi, come possiamo garantire un trasferimento di calore regolare ed efficiente dal chip, dal substrato di alluminio e dal materiale termoconduttivo al dissipatore di calore e quindi all'ambiente circostante?

Oltre all'attenta progettazione di ciascun collegamento strutturale da parte degli ingegneri, la selezione dei materiali e il trattamento del processo per ciascun collegamento devono essere attentamente considerati e testati per ottenere un funzionamento ottimale. Concentriamoci sulla progettazione dei dissipatori di calore per apparecchi di illuminazione comunemente utilizzati. Attualmente, i design dei dissipatori di calore più comuni sul mercato sono gli estrusi di alluminio e le pressofusioni di leghe di alluminio.

Le estrusioni di alluminio comuni includono:

1. Dissipatore di calore in estrusione di alluminio

2. Dissipatore di calore a tubo leggero in estrusione di alluminio

Caratteristiche degli estrusi di alluminio:

1. Resistenza alla corrosione- Gli estrusi di alluminio hanno una densità di soli 2,7 g/cm³, circa un terzo di quella di acciaio, rame o ottone (rispettivamente 7,83 g/cm³, 8,93 g/cm³). Nella maggior parte delle condizioni ambientali, tra cui aria, acqua (o acqua salata), impianti petrolchimici e molti sistemi chimici, l'alluminio dimostra un'eccellente resistenza alla corrosione.

2. Conduttività elettrica- Per la sua eccellente conduttività elettrica, vengono spesso scelti gli estrusi di alluminio. A parità di peso, la conduttività dell'alluminio è quasi doppia rispetto a quella del rame.

3. Conduttività termica- La conduttività termica delle leghe di alluminio è circa il 50-60% di quella del rame, il che le rende vantaggiose per la produzione di scambiatori di calore, evaporatori, apparecchi di riscaldamento, utensili da cucina, testate e radiatori di automobili.

4. Non magnetico- Gli estrusi di alluminio non sono magnetici, una proprietà importante per le industrie elettriche ed elettroniche. Gli estrusi di alluminio non sono combustibili, il che li rende importanti per applicazioni che comportano la manipolazione o il contatto con materiali infiammabili o esplosivi.

5. Lavorabilità- Gli estrusi di alluminio presentano un'eccellente lavorabilità. Le variazioni nelle caratteristiche di lavorazione delle diverse leghe di alluminio lavorato e fuso, e nei vari stati in cui queste leghe possono essere prodotte, sono considerevoli e richiedono macchinari o tecniche specifiche.

6. Formabilità- La resistenza alla trazione specifica, il carico di snervamento, la duttilità e il corrispondente tasso di incrudimento determinano il grado di deformazione ammissibile.

7. Riciclabilità- L'alluminio ha una riciclabilità estremamente elevata e le proprietà dell'alluminio riciclato sono quasi identiche a quelle dell'alluminio primario. Queste caratteristiche rendono gli estrusi di alluminio importanti come dissipatori di calore.

Pressofusioni comuni di leghe di alluminio:

Pressocolabilità delle leghe di alluminio:

1. Per la pressofusione vengono utilizzate molte leghe di alluminio, ciascuna con proprietà di pressofusione diverse. Le leghe di alluminio pressofuse ragionevoli dovrebbero avere le seguenti condizioni:

• Basso punto di fusione per ridurre la differenza di temperatura con lo stampo.

• Buona fluidità per migliorare la capacità di riempimento durante la pressofusione.

• Piccolo coefficiente di dilatazione termica per ridurre il ritiro.

• Bassa fragilità alle alte temperature per evitare fessurazioni ad alta temperatura.

• Bassa affinità con le muffe per evitare appiccicamenti; il contenuto di ferro non dovrebbe essere troppo alto.

• Bassa ossidazione del metallo fuso per mantenere la fluidità.

• Basso stress di fusione per evitare deformazioni e impatti sulla resistenza.

2. Ruolo degli elementi nella pressofusione delle leghe di alluminio:

• Silicon (Si): Migliora principalmente la fluidità delle leghe di alluminio da pressofusione. Al punto eutettico (12,5%), la lega di alluminio ha la migliore fluidità. Un contenuto di silicio più elevato migliora la fluidità e riduce il ritiro, ma il silicio in eccesso rende la lega fragile e difficile da tagliare. Le leghe di alluminio per lavorazione meccanica hanno una buona tenacità e sono facili da lavorare e ossidare, mentre le leghe di alluminio per pressofusione sono difficili da lavorare e meno soggette all'ossidazione a causa del silicio.

• Rame: Migliora principalmente la resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione delle leghe di alluminio. L'aumento del rame riduce le prestazioni della pressofusione ma diminuisce la corrosione del crogiolo.

• Magnesio (Mg): Aumenta principalmente la resistenza alla trazione, la durezza e la resistenza alla corrosione, migliorando le prestazioni del film anodizzato, ma l'eccesso di magnesio aumenta la fessurazione termica e riduce le prestazioni di pressofusione.

• Ferro (Fe): Riduce principalmente l'adesione agli stampi. Idealmente, si desidera un contenuto di ferro dello 0,8-1,0% per un facile rilascio dello stampo, ma il ferro in eccesso crea punti duri, causando usura e rottura dell'utensile durante la lavorazione.

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Progettazione di dissipatori di calore per estrusione di alluminio: Quando si progettano dissipatori di calore da estrusioni di alluminio, la chiave è l'applicazione dei principi dell'aerodinamica termica.

Progettazione di dissipatori di calore da pressofusioni in leghe di alluminio: Quando si progettano dissipatori di calore da pressofusioni di leghe di alluminio, oltre a considerare l'aerodinamica termica, è essenziale garantire un'area di dissipazione del calore sufficiente. È possibile aumentare l'area di dissipazione del calore rendendo le alette più sottili e più alte. Grazie alla tecnologia di stampaggio a pressofusione, la struttura della lampada può essere progettata integralmente.

Avere lo stesso materiale per l'intera lampada garantisce un trasferimento di calore più efficiente nello stesso mezzo. La durata e la qualità dell'emissione luminosa della lampada traggono vantaggio anche dalla popolarità dei dissipatori di calore in pressofusione di lega di alluminio.