Увод
Расхладни елементи-обично направљени од алуминијума или бакра-одводе топлоту од електронике и потискују је у ваздух око себе. Наћи ћете их свуда: унутар рачунара, осветљења, уређаја за напајање, шта год желите. Да би им помогле да трају дуже и боље раде, компаније често третирају њихове површине. Ствари попут елоксирања, металне облоге или специјалних премаза не штите само пераје од рђе; такође им помаже да ефикасније одвајају топлоту. Сваки третман долази са својим скупом предности и недостатака. Неки повећавају термичке перформансе, неки се боре против корозије, а неки само смањују трошкове. Хајде да детаљније погледамо елоксирање, превлаку и премазе на хладњаку и видимо како се сваки од њих слаже када је у питању ефикасност, заштита и цена.
Анодизирајући расхладни елементи: Емисивност и издржљивост
Анодизација је -процес који омогућава да алуминијумски хладњаци буду чвршћи и дуготрајнији-. Ево како то функционише: пропуштате електричну струју кроз метал, која његов природни оксидни слој згушњава у чврсту, порозну шкољку. Ова шкољка ради много. Чува расхладни елемент безбедним од корозије и хабања-тако да ће се издржати од ствари попут влаге или сланог ваздуха много боље од обичног алуминијума. Такође добијате одличну електричну изолацију од уговора, тако да постоји мањи ризик од електричних кратких спојева када су ваше компоненте чврсто спаковане.
Али права магија, барем за хлађење, дешава се са површинском емисивношћу. Голи алуминијум једва зрачи топлоту. Његова емисивност је око 0,04 до 0,06, што значи да углавном само одбија топлоту уместо да је пусти да побегне. Међутим, када га анодизирате, тај број скаче на 0,8 или чак 0,9. То је огроман скок-изненада, црни анодизовани хладњак може да емитује топлоту 15 до 20 пута ефикасније од обичног. Ово је огромно ако се бавите пасивним хлађењем или ситуацијама у којима је проток ваздуха ограничен. Стручњаци кажу да црни анодизирани хладњаци могу повећати радијацијско хлађење за 8 до 10 пута у поређењу са голим алуминијумом, а то значи хладније дијелове, посебно у малим или скученим просторима.
Сада је сам анодизирани слој танак-обично само 5 до 25 микрона за стандардне материјале-тако да не успорава проток топлоте кроз метал. Добијате мало додатног топлотног отпора, можда 5–10% више, али повећање емисивности више него то надокнађује. Ако претерате и користите супер-дебелу „тврду елоксију“ (25–100 микрона), онда ћете да видите да је судопер топлији јер блокови слоја загревају мало више. Али у нормалним условима, компромис-је мали и обично се исплати.
Има још тога да вам се допадне анодизација. Процес је испробан-и-тачан, ради на великом нивоу и обично је јефтинији од фенси специјалних премаза. Осим тога, порозна површина добро подноси боју, тако да можете добити хладњаке у свим врстама боја без петљања са њиховом снагом хлађења. Истраживања показују да боја заиста није битна за топлотно зрачење-провидна анодизирана завршна обрада хлади једнако добро као и црна.
Закључак: анодизирани хладњаци су омиљени с разлогом. Они су отпорни на корозију, зраче топлоту као шампиони и изгледају добро у томе. Једини прави недостатак је благи пад топлотне проводљивости ако слој оксида постане превише дебео, али са стандардном анодизацијом, то није велика ствар. Добијате паметан баланс заштите и перформанси.
Платинг расхладни елементи: проводљивост и заштита
Постављање хладњака значи додавање танког металног слоја-никла, калаја, сребра или понекад злата-право на површину. Људи то обично раде са бакарним или челичним умиваоницима, а понекад и са алуминијумом, мада је за то потребна посебна подлога. Велики разлог за покривање? Заштита од корозије. На пример, стављање никла или калаја преко бакра спречава га од оксидације и корозије, што помаже хладњаку да ради добро у влажним или тешким окружењима. У основи, метални премаз делује као штит, задржавајући ваздух и влагу и чини део дужим трајањем.
Платирани слојеви, за разлику од анодизираних, и даље проводе и топлоту и електричну енергију. Безелектрично никловање се истиче јер је отпорно на корозију и још увек проводи топлоту. Слој никла има топлотну проводљивост од око 90 В/м·К-мању од бакра (око 400 В/м·К) или алуминијума (око 200 В/м·К)-али и даље ради свој посао. Један стручњак за индустрију чак каже да је „безелектрични никл најбољи премаз ако желите максималан пренос топлоте“, и да никлована обрада остаје проводљива, и термички и електрични. Сребрна оплата иде још више (око 429 В/м·К) и појављује се у опреми екстремно високих{10}}перформанси, иако временом тамни. Позлаћење (318 В/м·К) се обично појављује у ваздухопловству или РФ апликацијама где је стабилност најважнија.
Већина оплата је дебела само неколико микрона, тако да једва додаје топлотни отпор. За никл, додатни отпор је око 0,2 К·цм²/В-толико мали да није битан за већину дизајна. За разлику од боје, метална оплата тешко изолује, јер сам метал добро преноси топлоту. Ипак, оплата није јефтина. Цена зависи од метала: калај и никл нису лоши, али сребро и злато могу брзо да поскупе. Такође, полагање алуминијума није једноставно-потребни су вам додатни кораци за чишћење или посебан основни слој, што додатно повећава проблеме.
Закључак: облагање хладњака вам даје солидну отпорност на корозију без ометања проводљивости топлоте. Ово је посебно уобичајено за бакарне судопере (пошто бакар воли да кородира) и свуда где желите сјајну, чисту завршну обраду, попут конектора. Замена-? Већа цена и, понекад, проблеми са галванском корозијом-као што је огребање танког никла на алуминијуму. Али за послове високе{5}}поузданости обично се исплати. Добра плоча од никла или калаја одржава расхладни елемент у раду на дуге стазе.
Хладњаци са различитим врстама завршне обраде
Премази за хладњаке: естетске и изолационе завршне обраде
Премази хладњака обично означавају боје, премазе у праху или полимерне филмове који се наносе након што је хладњак направљен. Ови слојеви су много дебљи од елоксирања-мислим 30 до 100 микрона-и искрено, они су ту да заштите део или да га учине лепим, а не да му помогну да се боље охлади. У ствари, премаз се претвара у праву термалну блокаду. Један дизајнер хладњака је то отворено рекао: "Немојте фарбати хладњаке." Боја оставља танак, изолациони филм који успорава пренос топлоте. Чак и мат црни капут, за који неки људи мисле да би могао помоћи, заправо мало смањује перформансе. Његова ниска топлотна проводљивост и дебљина само сметају.
Сада, постоји преокрет. Премази повећавају површинску емисивност. Добра црна завршна обрада може имати емисивност између 0,4 и 0,8, много боље од сјајног метала. Дакле, да, обојени хладњак ефикасније зрачи топлоту. Али ево цака: то појачање ретко надокнађује чињеницу да премаз блокира проток топлоте из самог метала. Подаци из ПротоЛабс-а показују да премази у праху могу да смање топлотне перформансе за 20 до 50 процената у хладњацима велике снаге{9}. Дакле, обојени умиваоници на крају постају топлији, посебно када ствари постану интензивне. Неки произвођачи нуде боје за „термо дисипацију“, али као што је један инжењер истакао, голи метал заправо побеђује обложене делове када температурна разлика није велика.
Постоји још један тип превлака{0}}превлака за конверзију као што су хромат или фосфат. Ово су друга прича. Они су супер танки, само делићи микрона, и везују се тачно за метал. Једва додирују пренос топлоте, али помажу у лепљењу боје и додају мало заштите од корозије.
Закључак: људи користе полимерне премазе на хладњацима за изглед или електричну изолацију, а не за боље хлађење. Они чине да део изгледа оштро и помажу да се избегну огреботине или електрични кратки спојеви, али увек постоји мањи ударац термичким перформансама. Код ЛЕД уређаја мале{2}}не снаге или потрошачких уређаја где је изглед битан, црни или бели прашкасти премаз је обично у реду. Али када су у питању ствари високих{4}}перформанси, инжењери се избегавају густе боје на критичним хладњацима.
Поређење перформанси и ефикасности
Дакле, како се ови третмани заправо слажу када је у питању ослобађање од топлоте? Стварно се своди на начин на који хладите ствари. Ако се ослањате на пасивно хлађење-без вентилатора, само добар стари природни проток ваздуха-повећавање емисивности чини велику разлику. Ту буквално и фигуративно сијају црни елоксирани или специјални премази. Они дозвољавају хладњаку да избаци више топлоте кроз зрачење. Узмите мали пасивни хладњак: ако га анодизирате црном бојом, можете снизити његову температуру за 10–20%, само тако што ћете пустити да боље зрачи.
Али када унесете вентилатор и пређете на принудно{0}}хлађење, конвекција преузима контролу. Изненада, тај фенси премаз високе-превлаке са високом емисивношћу само мало помаже-само неколико процената побољшања, ништа драматично.
Сада, шта је са позлаћеним металима? На пример, никловани{0}}умиваоници и даље проводе топлоту скоро једнако добро као голи алуминијум. Један инжењер је то чак рекао прилично отворено: елоксирани премази једноставно не преносе топлоту тако ефикасно као метална облога. Уз то, танак елоксирани слој-дебео само неколико микрона-у ствари не смета проводљивости. Шира слика: елоксирани или фарбани хладњаци се односе на зрачење топлоте, док се они са плочом фокусирају на проводљивост и отпорност на корозију.
Да сумирамо: црни елоксирани лавабои су шампиони у зрачењу топлоте-понекад и до 8–10 пута боље од голог метала. Покривање, с друге стране, одржава површину једнако проводљивом као и сирови метал. Већина дизајнера види елоксирање као најбољи избор за пасивно хлађење. Али ако сте забринути због рђе или-дуготрајног хабања, оплата преузима водећу улогу. У системима са вентилаторима или мешовитим хлађењем, разлике су мање. У ствари, са умиваоницима-хлађеним вентилатором, густа црна боја би могла да снизи температуру за само неколико степени у поређењу са голим алуминијумом. Никловање? Једва ћете уопште приметити промену температуре.
Отпорност на корозију и издржљивост
Заштита површина хладњака од корозије је заиста важна. Узмите елоксирање, на пример-она прави чврст слој налик керамици- на алуминијуму. Тај слој задржава ваздух и хемикалије, тако да елоксирани умиваоници подносе влажне или слане услове много боље од голог метала. Покривање такође функционише. Само танак слој никла или калаја на бакру може зауставити оксидацију и помоћи хладњаку да ради свој посао годинама. Замислите никловану{7}}бакарну судоперу која се налази на влажном месту; и даље ће изгледати и радити као нов дуго након што необложени крене низбрдо.
Боје и премази у праху помажу покривањем метала, али су добри онолико колико је добра њихова површина. Ако се изгребу или откину, корозија се ушуња. Танке хемијске превлаке као што су хромати или фосфати додају још један слој одбране, који се често одвија пре фарбања прахом како би подржао заштиту. Што се тиче тога колико добро функционишу ове завршне обраде,-елоксирани алуминијум скоро увек добија врхунске оцене за отпорност на корозију, а никловање такође има високе оцене. Огољени алуминијум почиње брзо да формира оксид, а бакар брзо тамни.
Због тога ћете наћи елоксирање или облагање на већини хладњака који се користе напољу или у тешким индустријским окружењима. Обе методе одлично блокирају кисеоник и влагу, тако да хладњак траје дуже. Најбољи избор зависи само од метала са којим радите и где ће се судопера користити.
Разматрање трошкова
Цена је увек битна. Већину времена, елоксирање је јефтинији начин за алуминијумске хладњаке, посебно ако правите велику серију. То је чврст, поуздан процес за све што је екструдирано или машински израђено од алуминијума. Покривање, с друге стране, може да буде на целој карти по цени-. Калај и стандардни никл нису лоши, али када почнете да причате о сребрној или позлаћеној, рачун брзо скочи. А када уђете у специјализоване премазе-керамичке боје, дебеле полимере-не плаћате само материјале. Такође плаћате додатни посао као што је лечење и маскирање, што троши време и новац.
Трошкови се мењају у зависности од тога колико је дебео премаз и колико припреме је потребно за део. Тврда анодизација, која вам даје бољу отпорност на хабање, кошта више од обичне врсте. Премазивање прахом изгледа јефтино по делу, али ћете потрошити више времена на завршну обраду делова. Заиста, елоксирање је погодно: приступачно је и обавља посао. Покривање или фенси премази имају смисла само ако вам треба нешто посебно-попут одређеног изгледа или својства коју анодизација не може да вам пружи. Рецимо да вам треба шахт за провођење струје-а онда морате да га поставите и цена постаје мање забрињавајућа.
Закључак: већина дизајнера бира елоксирање за алуминијумске хладњаке јер добро функционише и не квари. Ако су вам потребни специфични додаци, попут металне завршне обраде или одређене боје, можда би било вредно платити више за оплату или специјални премаз. Само се уверите да су додатне перформансе или стил заиста вредни трошкова. Једноставан анодизовани хладњак вам често даје већу вредност од скупог обложеног хладњака са једва икаквом разликом у термичким перформансама.
ПоверВинкје водећи добављач расхладних тела-високих перформанси и компоненти за управљање топлотом. Нудимо широк спектар хладњака са напредним површинским третманима, од црних-елоксираних алуминијумских судопера који појачавају радијационо хлађење до дизајна од бакра отпорног на корозију-никлованих-. Снабдевајући судопере најновијим опцијама за елоксирање, превлачење и премазивање, ПоверВинк помаже дизајнерима електронике да одрже своје уређаје хладним и поузданим.
