Con la evolución continua de los materiales de las lámparas LED a prueba de explosiones y la tecnología de empaque, el brillo de las lámparas LED a prueba de explosiones se ha mejorado continuamente. . Sin embargo, el problema de la disipación de calor es el principal obstáculo para el desarrollo de lámparas LED a prueba de explosiones como objetos de iluminación. Presentemos varios métodos de disipación de calor y materiales de disipación de calor.
método de enfriamiento
En términos generales, los radiadores se pueden dividir en enfriamiento activo y enfriamiento pasivo según la forma de eliminar el calor del radiador. La llamada disipación de calor pasiva significa que el calor de la fuente de luz LED de la fuente de calor se disipa naturalmente en el aire a través del disipador de calor. Suele usarse en equipos que no requieren espacio, o para disipar calor para componentes que generan poco calor. Por ejemplo, algunas placas base populares también adoptan enfriamiento pasivo en el puente norte y la mayoría de ellas adoptan enfriamiento activo. El enfriamiento activo es El calor emitido por el disipador de calor es absorbido por la fuerza por dispositivos de enfriamiento como ventiladores, que se caracterizan por una alta eficiencia de disipación de calor y un tamaño pequeño del dispositivo.
El enfriamiento activo se puede dividir en enfriamiento por aire, enfriamiento por líquido, enfriamiento por tubería de calor, enfriamiento por semiconductores, enfriamiento químico, etc.
La disipación de calor por aire enfriado por aire es el método de disipación de calor más común y, en comparación, también es un método más económico. El enfriamiento por aire es esencialmente el uso de ventiladores para eliminar el calor extraído por el radiador. Tiene las ventajas de un precio relativamente bajo y una instalación conveniente. Sin embargo, depende en gran medida del entorno, como el aumento de la temperatura y su rendimiento de refrigeración se verá muy afectado al hacer overclocking.
refrigeración líquida
La disipación de calor refrigerada por líquido es la circulación forzada de líquido impulsada por la bomba para quitar el calor del radiador. En comparación con el enfriado por aire, tiene las ventajas de serenidad, enfriamiento estable y menor dependencia del medio ambiente. El precio de la refrigeración líquida es relativamente alto y la instalación es relativamente problemática. Al mismo tiempo, intente instalar de acuerdo con el método indicado en el manual para obtener el efecto de enfriamiento. Por razones de costo y facilidad de uso, la disipación de calor enfriada por líquido generalmente usa agua como líquido de transferencia de calor, por lo que los radiadores enfriados por líquido a menudo se denominan radiadores enfriados por agua.
Tubo de calor
El tubo de calor es un elemento de transferencia de calor que controla completamente el principio de conducción de calor y las propiedades de transferencia de calor rápido del medio de refrigeración, y transfiere calor a través de la evaporación y condensación del líquido en el tubo de vacío completamente cerrado. El área de transferencia de calor en ambos lados del calor y el frío se puede cambiar arbitrariamente, la transferencia de calor se puede realizar a distancia y la temperatura se puede controlar, y el intercambiador de calor compuesto por tubos de calor tiene las ventajas de una alta transferencia de calor. eficiencia, estructura compacta y baja pérdida de resistencia a fluidos, etc. Puntos fuertes. Su conductividad térmica supera con creces la de cualquier metal conocido.
refrigeración de semiconductores
La refrigeración de semiconductores consiste en utilizar una hoja especial de refrigeración de semiconductores para generar una diferencia de temperatura cuando se activa para enfriar. Siempre que el calor en el extremo de alta temperatura se pueda disipar de manera efectiva, el extremo de baja temperatura se enfriará continuamente. Se genera una diferencia de temperatura en cada partícula semiconductora, y una lámina refrigerante se compone de docenas de dichas partículas en serie, de modo que se forma una diferencia de temperatura en las dos superficies de la lámina refrigerante. Mediante la manipulación de este fenómeno de diferencia de temperatura y el enfriamiento del extremo de alta temperatura con refrigeración por aire/refrigeración por agua, se puede obtener un excelente efecto de disipación de calor. La refrigeración de semiconductores tiene las ventajas de una temperatura de refrigeración baja y una alta fiabilidad. La temperatura de la superficie fría puede llegar a menos de 10 grados, pero el costo es demasiado alto y se puede formar un cortocircuito debido a la temperatura demasiado baja, y la tecnología del chip de refrigeración de semiconductores no está lo suficientemente madura. funciona.
refrigeración química
La llamada refrigeración química consiste en utilizar algunos productos químicos de temperatura ultrabaja y manipularlos para que absorban mucho calor cuando se derriten para reducir la temperatura. El uso de hielo seco y nitrógeno líquido es más común en este sentido. Por ejemplo, el uso de hielo seco puede reducir la temperatura por debajo de menos 20 grados, y algunos jugadores más "" manipulan nitrógeno líquido para reducir la temperatura de la CPU por debajo de menos 100 grados (teóricamente), por supuesto, debido al alto precio y duración demasiado corta, este método es más común en laboratorios o overclockers extremos.
Selección de materiales
Conductividad térmica (unidad: W/mK)
Plata 429
Cobre 401
Oro 317
Aluminio 237
Hierro 80
Plomo 34,8
1070 tipo aleación de aluminio 226
1050 tipo aleación de aluminio 209
6063 tipo aleación de aluminio 201
6061 tipo aleación de aluminio 155
En términos generales, el radiador general enfriado por aire debe elegir naturalmente el metal como material del radiador. Para el material seleccionado, se espera que tenga un alto calor específico y una alta conductividad térmica al mismo tiempo. De lo anterior se puede ver que la plata y el cobre son los mejores materiales conductores térmicos, seguidos por el oro y el aluminio. Pero el oro y la plata son demasiado caros, por lo que actualmente los disipadores de calor están hechos principalmente de aluminio y cobre. En comparación, tanto el cobre como las aleaciones de aluminio tienen sus propias ventajas y desventajas: el cobre tiene una buena conductividad térmica, pero es costoso, difícil de procesar, pesado y los radiadores de cobre tienen una pequeña capacidad calorífica y son fáciles de oxidar. Por otro lado, el aluminio puro es demasiado blando para usarse indirectamente. Solo se utilizan aleaciones de aluminio para proporcionar suficiente dureza. Las ventajas de las aleaciones de aluminio son el bajo precio y el peso ligero, pero su conductividad térmica es mucho peor que la del cobre. Por lo tanto, los siguientes materiales también han aparecido en la historia de crecimiento de los radiadores:
Radiador de aluminio puro
El radiador de aluminio puro es el radiador más común en los primeros días. Su proceso de fabricación es simple y el costo es bajo. Hasta ahora, el radiador de aluminio puro todavía ocupa una parte considerable del mercado. Para aumentar el área de disipación de calor de sus aletas, el método de procesamiento más utilizado para los radiadores de aluminio puro es la tecnología de extrusión de aluminio, y los principales indicadores para evaluar un radiador de aluminio puro son el grosor de la base del radiador y la relación Pin-Fin. . Pin se refiere a la altura de las aletas del disipador de calor y Fin se refiere al intervalo entre dos aletas adyacentes. La relación Pin-Fin es la altura del Pin (excluyendo el grosor de la base) dividida por la aleta. Cuanto mayor sea la relación Pin-Fin, mayor será el área efectiva de disipación de calor del radiador y más avanzada será la tecnología de extrusión de aluminio.
Radiador de cobre puro
La conductividad térmica del cobre es 1,69 veces mayor que la del aluminio, por lo que, en igualdad de condiciones, un disipador de calor de cobre puro puede quitar el calor de la fuente de calor más rápido. Sin embargo, la textura del cobre es un problema. Muchos "disipadores de calor de cobre puro" anunciados no son realmente 100 por ciento de cobre. En la lista de cobre, el cobre con un contenido de cobre de más del 99 por ciento se llama cobre libre de ácido, y el siguiente grado de cobre es el cobre Dan con un contenido de cobre de menos del 85 por ciento. En la actualidad, el contenido de cobre de la mayoría de los radiadores de cobre puro del mercado se encuentra entre los dos. Y algunos radiadores inferiores de cobre puro contienen menos del 85 por ciento de cobre. Aunque el costo es muy bajo, su conductividad térmica se reduce considerablemente, lo que afecta la disipación de calor. Además, el cobre también tiene deficiencias obvias, como un alto costo, un procesamiento difícil y demasiada masa del disipador de calor, lo que dificulta la aplicación de disipadores de calor totalmente de cobre. La dureza del cobre rojo no es tan buena como la de la aleación de aluminio AL6063, y el rendimiento de algunos procesos mecánicos (como el ranurado) no es tan bueno como el del aluminio; el punto de fusión del cobre es mucho más alto que el del aluminio, lo que no conduce a la extrusión y otros problemas.
Tecnología de unión cobre-aluminio
Después de considerar las deficiencias respectivas del cobre y el aluminio, algunos radiadores de alta gama en el mercado suelen utilizar un proceso de fabricación combinado de cobre y aluminio. Estos disipadores de calor suelen utilizar bases metálicas de cobre, mientras que las aletas del disipador de calor utilizan aleaciones de aluminio. Por supuesto, además del fondo de cobre, también existen métodos como el uso de pilares de cobre para el disipador de calor, que también es el mismo principio. Con alta conductividad térmica, la superficie inferior de cobre puede absorber rápidamente el calor liberado por la CPU; las aletas de aluminio se pueden hacer en la forma más favorable para la disipación de calor por medio de procesos complejos y proporcionan un gran espacio de almacenamiento de calor y lo liberan rápidamente. Se ha encontrado un equilibrio en todos los aspectos.
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