Тепловідвід Basic Introduce

З розвитком електронних технологій ефективність електронних компонентів відносно покращується, а також збільшується кількість тепла.

Для того, щоб підтримувати їх нормальні робочі умови, досить важливим є ефективне розсіювання тепла. Радіатор для розсіювання тепла, що утворюється під час роботи електричних компонентів, і підвищення ефективності їх роботи.

Тепловідвідздебільшого виготовляється з алюмінієвого сплаву, латуні чи бронзи у вигляді пластин, листів або кількох листів. Наприклад, центральний процесор у комп’ютері, трубка живлення та лінійна трубка в телевізорі, а також трубка підсилювача потужності в підсилювачі потужності використовують радіатори.

Види теплопередачі:

1. Природна конвекція: потік, спричинений нерівномірним температурним полем рідини без впливу зовнішніх сил, таких як насоси чи вентилятори.

2. Силова конвекція: Конвекція рідини або газу під дією зовнішньої сили.

(Радіатор з вентилятором)

3. Рідинне охолодження:Використовуйте насос для циркуляції рідини в тепловій трубі та розсіювання тепла.

(Пластина рідинного охолодження)

Історія радіатора

Як відомо, робоча температура електронного обладнання визначає термін його служби та стабільність. Щоб підтримувати робочу температуру ПК у прийнятному діапазоні, необхідно забезпечити відведення тепла. Зі збільшенням обчислювальної потужності ПК проблема енергоспоживання та розсіювання тепла все більше стає неминучою проблемою.

Основними джерелами тепла в ПК є процесор, материнська плата, відеокарта та інші компоненти, такі як жорсткий диск. Значна частина спожитої при їх роботі електричної енергії буде перетворюватися в тепло. Особливо для поточної відеокарти високого класу, вона може легко досягти 200 Вт споживання електроенергії, а теплоємність її внутрішніх компонентів не можна недооцінювати. Щоб забезпечити його стабільну роботу, необхідно ефективніше розсіювати тепло.

Перше покоління - ера без поняття тепловиділення

У листопаді 1995 року народження відеокарти Voodoo принесло наше бачення у світ 3D. Відтоді ПК має майже такий самий рівень можливостей обробки 3D, як і аркада, створивши справжню еру технології обробки 3D. Відтоді розробка графічних чіпів вийшла з-під контролю. Робочу частоту ядра було збільшено зі 100 МГц до 900 МГц, а швидкість заповнення текстурами зросла зі 100 мільйонів на секунду до 42 мільярдів на секунду (GTX480). З огляду на таку велику зміну продуктивності, тепло дуже велике.

До відеокарти також застосовано таке обладнання для охолодження, як повітряне охолодження, теплова трубка та напівпровідниковий холодильний чіп. Сьогодні давайте познайомимося з розробкою та тенденціями основного обладнання для охолодження відеокарт.

Коли відеокарта Voodoo була вперше запущена, не було засобів розсіювання тепла, і параметри ядра були відкритими нам. Порівняно з нинішньою основною графічною картою, у той час не було жодного слова про GPU. Обчислювальна потужність основного ядра чіпа відеокарти навіть нижча, ніж у поточної мережевої карти, тому нагрівання майже нульове, і майже немає потреби у розсіюванні тепла.

Друге покоління - застосування радіатора

У серпні 1997 року NVIDIA знову вийшла на ринок тривимірних графічних чіпів і випустила NV3, тобто графічний чіп Riva 128. Riva 128 — це 128-бітове прискорене 2D і 3D графічне ядро ​​з частотою ядра 60 МГц. Нагрівання ядра поступово стало проблемою, і застосування радіатора офіційно увійшло в сферу відеокарт.

Третє покоління -- настання ери повітряного охолодження та розсіювання тепла

Випуск tnt2 був як важка куля в серце 3dfx. Частота ядра становить 150МГц, що підтримує майже всі функції 3D-прискорення на той час, включаючи 32-бітовий рендеринг, 24-бітний z-буфер, анізотропну фільтрацію, панорамне згладжування, апаратне опукло-увігнуте відображення, і т. д. Підвищення продуктивності означає збільшення нагріву, але великого прогресу в техніці немає. 0,25 мкм все ще використовується, тому пасивний метод радіатора більше не відповідає поточним вимогам, активний режим охолодження починає використовуватися у графічній карті.

Система охолодження twinturbo-ii (друге покоління повністю закритого подвійного турбінного вентилятора охолодження), ребра охолодження повністю покривають всю відеокарту. Під час запуску повітря буде виходити та надходити через два вентилятори в одному напрямку, що може швидко відводити тепло від мікросхеми та відеопам’яті. Крім того, два вентилятори на кулькових підшипниках можуть ефективно зменшити шум, а металева сітка для розсіювання тепла подовжує термін служби.

Хоча високошвидкісний вентилятор є найкращим способом вирішення проблеми розсіювання тепла, деякі друзі не витримують шуму вентилятора, насолоджуючись 3D-іграми. На щастя, застосування технології теплових труб якраз вирішує цю проблему.

Зазвичай він складається з основного блоку теплопоглинання, заднього блоку теплопоглинання, двох радіаторів великої площі та теплової трубки. Будучи пасивним теплопровідним пристроєм, теплова трубка швидко передає тепло від секції поглинання тепла до секції виділення тепла через зміну фазового стану внутрішньої робочої рідини, а потім повертається до секції поглинання тепла, спираючись на внутрішню капілярну структуру. . Він обертається вперед і назад без споживання енергії та шуму.

Крім того, він має сильну теплопровідність. Він реалізує швидку теплопередачу в обмеженому просторі, щоб збільшити площу розсіювання тепла. Це ефективний засіб для значного покращення ефекту пасивного розсіювання тепла. Однак цей метод розсіювання тепла все ще має недоліки, оскільки здатність розсіювання тепла недостатньо сильна і може використовуватися лише на платі середнього кінця. Якщо ця технологія буде використовуватися у високому класі, потрібно додати вентилятор.

Принцип розрахунку тепловиділення

Загальний метод розсіювання тепла полягає в установці пристрою на радіаторі, радіатор розсіює тепло в повітрі, і тепло буде розсіюватися через природну конвекцію.

Загалом, тепловий потік (P) від радіатора до повітря можна представити наступним чином:

У формулі P=HA η △ T

H - загальна провідність теплопередачі радіатора (Вт/см2 градус),

A - площа поверхні радіатора (см2),

η Для ефективності радіатора,

△T – різниця між максимальною температурою радіатора та температурою навколишнього середовища (градус).

У наведеній вище формулі h визначається випромінюванням і конвекцією (природна конвекція, вимушена конвекція та матеріал)

η Це в основному визначається розміром матеріалу та товщиною використовуваного радіатора. Загалом, матеріали з високою теплопровідністю, такі як алюміній (2,12 Вт/см² градус) і мідь (3,85 Вт/см² градус), є досить поганими.

η Визначається компонентом радіатора. (вплив структури радіатора)

Одним словом, чим більша площа поверхні радіатора і чим більша різниця температур між радіатором і навколишнім середовищем, робить ефективнішим теплове випромінювання радіатора.

Термостійкість

Параметр:

Rt-----Загальний внутрішній опір, град./Вт

Rtj---- Внутрішній термічний опір напівпровідникових приладів, град./Вт

Rtc----- Термічний опір межі між напівпровідниковим пристроєм і радіатором, градус /Вт

Rtf----- Термостійкість радіатора, град./Вт

Tj----- Температура переходу напівпровідникового приладу, град

Tc----- Температура оболонки напівпровідникового приладу, град

Tf----- Температура радіатора, град

Ta----- Температура середовища, град

Pc----- Службова потужність напівпровідникових приладів, Вт

△Tfa----- Зростання температури радіатора, град

Формула розрахунку тепловиділення

Rtf=(Ti-Ta)/Pc-Rti-Rtc

Тепловий опір RFF радіатора є основною основою для вибору радіатора. TJ і RTJ — це параметри, що надаються напівпровідниковими пристроями, PC — це параметри, необхідні за проектом, а RTC можна знайти в професійних книгах з теплового проектування.

(1) Розрахований загальний тепловий опір Rt:

Rt=(Timax-Ta)/Pc

(2) Обчисліть тепловий опір радіатора RTF або підвищення температури △ TFA

RTF=RTJ – RTC

△Tfa=Rtf × Pc

(3) Відповідно до умов роботи радіатора (природне охолодження або примусове повітряне охолодження), виберіть радіатор відповідно до RT або △ TFA і PC і перевірте криву тепловіддачі (крива RTF або △ TA лінія) вибраного тепловідвід. Коли значення, знайдене на кривій, менше за розраховане значення, знайдено відповідний радіатор.

Теплопровідність

Теплопровідність означає, скільки енергії W може бути передано на одиницю довжини та на К, одиниця: Вт/м.

«W» означає одиницю потужності, «m» — одиницю вимірювання довжини, метр, а «K» — абсолютну одиницю температури.

Чим більше значення, тим краще теплопровідність.

AL6063: Загальний матеріал для екструзії алюмінію

AL6061: ЧПУ для обробки металу:

AL1100 або AL1050: звичайний матеріал ребер AL

C1100: звичайний матеріал медного ребра

C1020: Загальний матеріал теплової трубки

ADC12 або ADC 10 або A380: матеріал для лиття під тиском

Класифікація радіаторів

1. Відповідно до використовуваного матеріалу, його можна розділити на:

a. Алюмінієвий радіатор

b. Мідний радіатор

в. Мідний алюмінієвий комбінований радіатор

d. Ребро теплової труби

2. Відповідно до процесу виробництва його можна розділити на:

a. Екструдовані радіатори

Це чудовий матеріал для розсіювання тепла, який широко використовується в сучасному розсіюванні тепла. Більшість виробників використовують високоякісний алюміній AL6063-T5, його чистота може досягати понад 98%, він має потужну теплопровідність, низьку щільність і низьку ціну, тому її віддають перевагу великі виробники.

b. Ковальсько-ливарний тепловідвід:

Зазвичай використовується в світлодіодах, форма: радіатор із заокругленим штифтом

c. Тепловідвід AL

Переваги: ​​площа розсіювання тепла (вирішує проблему екструдованого алюмінієвого радіатора, оскільки ребро занадто щільне)

Недоліки: підходить для невеликих серій, висока вартість (порівняно з алюмінієвим екструдованим радіатором)

d. Мідний тепловідвід:

Переваги: ​​хороша тепловіддача, що вирішує проблему екструзії міді.

Недоліки: висока вартість, велика вага, висока твердість, важко обробляється (відносно AL)

g. Тепловідвід зі вставкою мідний

Переваги: ​​низька вартість і масове виробництво

Недоліки: структура

Він в основному використовується для процесора комп'ютера. Контактна частина замінена на мідний блок. Мідь має швидке теплопоглинання і теплопровідність

Завдяки сильній силі він може швидко передавати велику кількість теплової енергії, що генерується під час роботи процесора, до поверхневого мідного блоку, а мідний блок тісно поєднується з алюмінієвим екструдованим радіатором, так що велика кількість теплової енергії може швидко дифундує до алюмінієвого екструдованого радіатора та відводиться під час обертання вентилятора.

i. склеєний радіатор

Переваги:

Цю технологію можна довільно комбінувати та поєднувати з мідними та алюмінієвими ребрами та мідною та алюмінієвою основою, а також можна ефективно уникнути недоліків нового термічного опору, спричиненого нерівномірною теплопровідністю різних зварювальних паст у процесі зварювання, радіатор великого розміру може бути виробляється.

Недоліки:

Зробіть клієнтам більш вибірковими та різноманітними тепловими рішеннями. Однак через особливості його обробки вартість масового виробництва все ще занадто висока.

Охолоджувальна плита

Конструкція охолоджуючої плити:

Охолоджуюча пластина має компактну та тонку форму пластини з каналами для рідини, розташованими всередині, щоб створити конвекцію між рідиною та охолоджувальною пластиною та розсіювати споживання теплової енергії потужними електронними компонентами, які знаходяться на поверхні охолоджувальної пластини. .

Перевага застосування охолоджуючої пластини полягає в тому, що вона може розсіювати більше тепла на одиницю площі, тому структуру радіатора можна мініатюризувати. Недоліком системи охолодження є те, що її необхідно використовувати в системі з текучим середовищем, складне обслуговування і висока надійність компонентів.

Основа конструкції плити водяного охолодження

P: споживана потужність

Tc, Tj: Tc відноситься до температури поверхні радіатора, Tj відноситься до температури з’єднання мікросхеми.

Олово: температура води на вході

Δ TC: підвищення температури поверхні радіатора, Δ T=(Tc-Tin)/P

Tout: температура води на виході

△ TW: підвищення температури води на вході та виході, △ TW=Tout-Tin

Ta: Температура середовища

Рідина: EGW x%, або PGW x%, або вода

△ ts: різниця температур кожного чіпа на поверхні радіатора

Тиск: падіння тиску рідини

Надійністьплита водяного охолодження

1) Міцність - виріб відповідає вимогам для конструкційного використання

2) Випробування на витримку тиску - виріб відповідає вимогам до герметичності в системі під високим тиском

3) Тест на герметичність - виріб відповідає вимогам щодо герметичності за одиницю часу за певних умов тиску

4) Вимоги до корозійної стійкості - сировина, яка використовується в продукті, відповідає вимогам щодо багаторічної стійкості до корозії та відсутності витоку

5) Вимоги до вібрації - виріб відповідає вимогам щодо ущільнення за певних умов вібрації. І конструкція не пошкоджується, герметичність не знижується.

6) Інші, такі як площинність, шорсткість, сила затягування гвинта, попереднє натяг гвинта тощо

Технологія обробки пластини водяного охолодження:

1) Тип каналу з ЧПК: ЧПК (обробка канавок) + аргонодугове зварювання, ЧПК (обробка канавок) + пайка твердим припоєм, ЧПК (обробка канавок) + вакуумна пайка, ЧПК (обробка канавок) + зварювання тертям, ЧПУ (обробка канавок) + ущільнювальне кільце

2) Форма обробки глибоких отворів: пістолетне свердло + аргонне зварювання, пістолетне свердло + спіральна деталь + аргонове зварювання, пістолетне свердло + ущільнювальне кільце, пістолетне свердло + спіральна деталь + ущільнювальне кільце

3) Форма лиття: заглиблена труба за допомогою гравітаційного лиття, зварювання за допомогою гравітаційного лиття + зварювання аргоном · лиття за допомогою сили тяжіння + пайка, зварювання за допомогою гравітаційного лиття + вакуумне паяння, зварювання за допомогою гравітаційного лиття + зварювання тертям

4) Форма зварювання котушки: алюмінієва пластина з ЧПУ + мідна труба + епоксидна смола, алюмінієва пластина з ЧПУ + сталева труба + епоксидна смола, алюмінієва пластина з ЧПУ + мідна труба + зварювання оловом

5) Процес ультратонких водяних охолоджувальних пластин: зварювання широкої плоскої труби, дифузійне зварювання штампувального листа, пайка штампувального листа, вакуумне паяння штампувального листа

6) Форма екструдованої водяної пластини: водяна пластина з шунтовими отворами масиву, ультратонка пластина водяного охолодження акумулятора

Обробка поверхонь

1. Піскоструминна обробка

Піскоструминна обробка – це метод, який використовує стиснене повітря для видування кварцового піску на високій швидкості для очищення поверхні деталей. Його ще називають здуванням піску. Він не тільки видаляє іржу, але і масло. Для покриття дуже підходить для видалення іржі на поверхні деталей; Змінити поверхню деталі; Високоміцне болтове з’єднання в сталевій конструкції є прогресивним методом. Оскільки високоміцне з’єднання використовує для передачі сили тертя між поверхнями з’єднання, воно висуває високі вимоги до якості поверхні з’єднання. Поверхню з’єднання необхідно обробити піскоструминним методом.

Піскоструминна обробка використовується для складної форми, легкого видалення іржі вручну, низької ефективності та поганого середовища на місці.

Піскоструминна машина має піскоструминні пістолети різної специфікації. За умови, що це не дуже маленька коробка, рушницю можна поставити сушитися.

Допоміжні продукти резервуара під тиском----Головка використовує піскоструминну обробку, щоб видалити оксидну оболонку з поверхні заготовки. Діаметр кварцового піску 1,5 м ~ 3,5 мм.

Існує різновид обробки, яка використовує воду як носій для руху наждаку для обробки деталей, тобто піскоструминна обробка.

2.Обробка поверхні алюмінієвих сплавів

1). Процес гальванічного нанесення алюмінієвого сплаву

Через хімічні та фізичні властивості алюмінію та його сплавів нанесення гальванічного покриття на алюмінієві деталі набагато складніше, ніж на сталеву підкладку, і вимагає певної спеціальної обробки. Нижче наведено процес гальванічного покриття маточини автомобільного колеса з алюмінієвого сплаву

Полірування - дробеструйна обробка (вибіркова) → ультразвукове видалення воску → промивання водою → травлення лугом і видалення масла → промивання водою → травлення кислотою (висвітлення) → промивання водою → занурення цинком → промивання водою → знецинкування → промивання водою → занурення цинком → промивання водою → гальванічний темний нікель → водна промивка → кислотна світла мідь I → водна промивка → полірування → ультразвукове видалення воску → водна промивка → катодне електролітичне видалення масла → водна промивка → активація → водна промивка → напівсвітлий нікель → високосірчистий нікель → світлий нікель → нікель ущільнення → промивання водою → хромування → промивання водою

2). Процес безелектричного покриття алюмінієвого сплаву

Безелектричне нікелювання алюмінієвого сплаву все більше і більше приймається виробниками через його відмінні характеристики. Безелектричне нікелювання також відоме як нікель-фосфорне покриття. Поверхня з алюмінієвого сплаву (радіатор комп’ютера, жорсткий диск тощо) виконує наступний процес

Хімічне знежирення при нормальній температурі → очищення проточною водою x 2 → термічне знежирення → очищення проточною водою x 2 → лужна корозія → очищення проточною водою x 3 → травлення кислотою → очищення проточною водою x 2 → первинне занурення в цинк → очищення проточною водою x 2 → 20% азотна кислота → очищення проточною водою × 3 → вторинне занурення цинком → очищення проточною водою x3 → (1-5%) попереднє занурення аміаком → хімічний нікель із попереднім покриттям → очищення проточною водою x2 → очищення чистою водою → хімічний нікель із середнім вмістом фосфору або хімічний нікель з високим вмістом фосфору → очищення проточною водою x3 → пасивація → очищення проточною водою x3 → сушіння та сушіння → перевірка → упаковка

Алюмінієва підкладка на поверхні електронних компонентів, таких як напівпровідникові пристрої, часто потребує безгальванічного нікелювання та безгальванічного золотого покриття через необхідність зварювання. Хід процесу такий:

Знежирення → травлення лугом → полірування → перше занурення цинку → знецинкування → розчин для попередньої обробки → друге занурення цинку → електролітичне нікельування → препрег для травлення → електролітичне золоте покриття → остаточна обробка

3. Пасивація

Пасивація полягає в обробці металу розчином нітриту, нітрату, хромату або дихромату для створення шару хроматної пасиваційної плівки на поверхні металу. Його часто використовують як додаткову обробку цинкових і кадмієвих покриттів для підвищення корозійної стійкості покриттів, захисту кольорових металів і адгезії лакофарбових плівок.

Процес пасивації алюмінію та алюмінієвих сплавів:

Хроматна обробка алюмінію та його сплавів дозволяє отримати іншу хімічну конверсійну плівку, повністю відмінну від анодування. Його склад такий же, як і хроматна плівка цинку і кадмію, яка є комплексною сполукою хрому.

Різниця між алюмінієвим анодом і хроматом --- Провідний і непровідний

Поширене оздоблення алюмінієвого екструзійного радіатора: 1.Очищення 2.Анодування 3.Хроматування

Поширене покриття мідного радіатора: антиокислювач

4. Нікелювання

Спосіб нанесення шару нікелю на метал або якийсь неметал електролітичним або хімічним методами називають нікелюванням. Нікелювання включає гальванічне та неелектричне нікелювання.

Гальванічне покриття відбувається в електроліті, що складається з солі нікелю, електропровідної солі, буфера PH і зволожуючого агента, металевий нікель використовується для анода. При подачі постійного струму на покриті деталі наноситься однорідний і щільний шар нікелю. Яскравий нікель отримують з розчину для покриття з відбілювачем, тоді як темний нікель отримують з електроліту без відбілювача.

Безелектричне покриття також називають автокаталітичним покриттям. Специфічний процес відноситься до процесу, в якому іони металу у водному розчині відновлюються відновником і осідають на поверхні твердої матриці за певних умов. Згідно з визначенням в ASTM b374 (Американське товариство випробувань і матеріалів), автокаталітичне покриття — це «осадження металевого покриття шляхом контрольованого хімічного відновлення, яке каталізується металом або сплавом, що наноситься». Цей процес відрізняється від наплавлення з витісненням. Покриття можна безперервно потовщувати, а сам метал з покриттям також має каталітичну здатність.

Безелектричне нікелювання зазвичай використовується в галузі розсіювання тепла завдяки хорошій здатності до паяння.

Популярні Мітки: Тепловідвід Basic Introduce, Китай, постачальники, виробники, фабрика, індивідуальний, безкоштовний зразок, зроблено в Китаї