1. Основни термички параметри језгра екструдираног алуминијума
Након што се екструдирани алуминијум екструдира на високој температури, формираће густу и уједначену металну микроструктуру, а његова термичка стабилност је много боља од оне код ливеног алуминијума. Сваки од његових кључних термофизичких параметара има јасне индустријске стандардне вредности, пружајући поуздану основу за пројектовање индустријске структуре и примену сценарија.
一, предности ефикасне топлотне проводљивости и расипања топлоте језгра. Топлотна проводљивост је основни индикатор за мерење ефикасности преноса топлоте материјала. Опсег топлотне проводљивости основних екструдираних легура алуминијума је 150~220 В/(м·К), што је далеко више од угљеничног челика (око 50 В/(м·К)) и већине пластичних материјала, а ефикасност преноса топлоте је 3-5 пута већа од челика. Међу најчешће коришћеним легурама, екструдирани алуминијум 6063-Т5/Т6, који је оптимизован за сценарије одвођења топлоте, има топлотну проводљивост до 201 В/(м·К); структурни екструдирани алуминијум 6061-Т6 има топлотну проводљивост од 167 В/(м·К); Екструдирани алуминијум високе чврстоће 7075-Т6 има нешто нижу топлотну проводљивост од 130~150 В/(м·К) због већег садржаја легирајућих елемената, који може уравнотежити структурну чврстоћу и топлотну проводљивост. Топлотна проводљивост екструдираних материјала на бази чистог алуминијума је чак 235~237 В/(м·К), што има врхунски ниво топлотне проводљивости и могућности одвођења топлоте.
2, специфични топлотни капацитет је стабилан, а складиштење топлоте и дисипација топлоте су уједначени. Просечан специфични топлотни капацитет екструдираног алуминијума у уобичајеном температурном опсегу од 0 степени ~100 степени је 942 Ј/(кг·К). Умерени специфични топлотни капацитет омогућава екструдираном алуминијуму да брзо апсорбује локалну топлоту и равномерно је шири на целу површину материјала, ефикасно спречавајући локално прегревање опреме. У поређењу са материјалима са високим специфичним топлотним капацитетом, не акумулира вишак топлоте, може постићи брзу апсорпцију топлоте и брзо расипање топлоте и веома је прилагодљив условима рада електронске и електричне опреме која ради повремено.
3, опсег топљења је стабилан и отпорност на високе температуре је поуздана. Опсег стабилне температуре топљења екструдираног алуминијума је 645 степени ~ 660 степени, а тачка кључања је чак 2327 степени. У конвенционалним индустријским радним условима испод 200 степени, термичка структура и перформансе материјала увек остају стабилни, без проблема као што су омекшавање, деформација или слабљење перформанси, и могу задовољити дугорочне потребе за сервисирањем механичке опреме, нових енергетских батерија и електричне опреме.
2. Основна термичка својства екструдираног алуминијума која га разликују од других материјала
Поред основних термофизичких параметара, екструдирани алуминијум има две јединствене термичке особине, чиме се успоставља његова незаменљива позиција у инжењерингу управљања топлотом.
Коефицијент топлотног ширења је контролисан и предвидљив. Просечан коефицијент линеарног топлотног ширења главних екструдираних алуминијумских профила у окружењу од 20 степени ~100 степени је 22,3~23,9×10⁻⁶/степен. Иако је његова стопа термичког ширења нешто већа од оне код челика, униформна микроструктура формирана поступком екструзије чини његово термичко ширење и контракцију редовним и стабилним перформансама. Инжењери могу да резервишу толеранције монтаже на основу прецизних параметара, ефикасно избегавајући структуралне деформације и проблеме са пуцањем изазваним термичким ширењем и контракцијом током температурних промена, и обезбеђујући радну стабилност прецизне опреме.
Топлотни отпор је низак, а пут преноса топлоте је континуиран и потпун. Процес екструзије потпуно елиминише поре, лабавост, дефекте и друге проблеме унутар ливеног алуминијумског материјала, формирајући густу интегрисану структуру. Ова карактеристика омогућава екструдираном алуминијуму да има непрекидан пут преноса топлоте ниског отпора. У поређењу са спојеним и ливеним компонентама за дисипацију топлоте, може елиминисати акумулацију топлоте узроковану структурним празнинама, увелико побољшати укупну ефикасност одвођења топлоте и осигурати укупну униформност преноса топлоте профила.
Поред тога, екструдирани алуминијум има одличне предности у погледу лаког управљања топлотом, са густином од само 2700 кг/кубни метар (2,7 г/кубни центиметар). Под истим ефектом дисипације топлоте, тежина компонената за расипање топлоте екструдираног алуминијума је много мања од тежине компоненти од бакра и челика, што може ефикасно смањити укупно оптерећење опреме и широко се користи у ваздухопловству, новим енергетским возилима, лаганој електронској опреми и другим пољима.
3. Разлике у термичким перформансама и адаптација сцене за главне екструдиране алуминијумске легуре
Различити састави легура и процеси каљења ће директно утицати на термичка својства екструдираног алуминијума. Тренутно је индустрија формирала систем подударања сцене зреле категорије:
6063 екструдирани алуминијум је референтни материјал у области дисипације топлоте. Ова легура има низак садржај легирајућих елемената, има најбољу топлотну проводљивост међу конвенционалним индустријским екструдираним легурама алуминијума и има одличну формабилност екструзијом. Може се обрадити у сложене структуре за расипање топлоте типа пераја и широко се користи у кућиштима за расипање топлоте ЛЕД лампи, радијаторима кућних апарата, електронским модулима за расипање топлоте мале снаге и другим сценаријима.
6061 екструдирани алуминијум комбинује топлотну проводљивост и структурну чврстоћу. Његова топлотна проводљивост је нешто нижа од оне легуре 6063, али су њена затезна чврстоћа и структурна крутост боља. Углавном се користи за структурне компоненте за дисипацију топлоте које треба да поднесу оптерећења, као што су шкољке механичке опреме, основне плоче за хлађење индустријске контролне опреме, радијатори електричне опреме средње снаге итд.
Екструдирани алуминијум високе чврстоће 7075 узима структуралне перформансе као своју главну предност. Иако је његова топлотна проводљивост релативно слаба, има ултра-високу механичку чврстоћу и погодна је за посебне сценарије као што су ваздухопловна опрема и индустријска опрема са великим оптерећењем. Истовремено може задовољити структурну носивост опреме и основне захтеве за одвођење топлоте.
4. Индустријска вредност и изгледи примене термичких својстава екструдираног алуминијума
Уз брз развој електронске опреме велике снаге, нове енергетске индустрије и интелигентну производњу, управљање топлотом опреме постало је кључна карика која ограничава перформансе производа и животни век. Одлична термичка својства екструдираног алуминијума савршено решавају болне тачке у индустрији лоше дисипације топлоте, велике тежине и лаког старења традиционалних материјала.
У индустрији потрошачке електронике и ЛЕД-а, ултра-танки, екструдирани алуминијумски профили са више пераја могу брзо да расипају топлоту генерисану радом чипа, елиминишу проблеме као што су деградација перформанси опреме и аберација боје извора светлости узрокована акумулацијом топлоте и ефикасно продуже радни век електронских компоненти. У области нових енергетских возила, екструдирани алуминијумски носачи батерија и профили за расипање топлоте хлађени водом ослањају се на своју ефикасну топлотну проводљивост и одличну уједначеност температуре како би се постигла прецизна контрола температуре енергетских батерија и побољшала безбедност и животни век батерија.
У области индустријске производње и очувања енергије у зградама, екструдирани алуминијумски профили и профили за дисипацију топлоте могу ефикасно уравнотежити флуктуације температуре околине, смањити потрошњу енергије приликом рада опреме и постићи уштеду енергије и смањење потрошње. Истовремено, његова стабилна високотемпературна термичка стабилност и отпорност на корозију могу се дуго прилагодити тешким условима рада као што су висока температура и висока влажност, значајно смањујући трошкове рада опреме и одржавања.
Резиме
Основне топлотне предности екструдираног алуминијума су отелотворене у: ефикасној топлотној проводљивости и јакој прилагодљивости, уједначеном складиштењу топлоте и дисипацији топлоте, стабилним перформансама при високим температурама и контролисаном топлотном ширењу. У комбинацији са свеобухватним предностима мале тежине, добре формабилности и ниске цене обраде, постао је уобичајени основни материјал за управљање топлотом у многим индустријама. Како надоградња индустријске прецизне производње и захтеви за расипање топлоте опреме настављају да расту, оптимизацијом процеса екструзије и формуле легуре, потенцијал термичких перформанси екструдираног алуминијума ће се даље ослобађати, и играће важнију улогу у врхунској производњи, новој енергији, топлотном инжењерингу који штеди енергију и другим пољима у будућности.
