Базовое представление радиатора

С развитием электронных технологий эффективность электронных компонентов относительно повышается, а также увеличивается количество тепла.

Для поддержания нормальных условий работы очень важно эффективное рассеивание тепла. Радиатор для рассеивания тепла, выделяемого при работе электрических компонентов, и повышения эффективности их работы.

Радиаторв основном изготавливается из алюминиевого сплава, латуни или бронзы в виде пластин, листов или нескольких листов. Например, центральный процессор ЦП в компьютере, силовая и линейная трубки в телевизоре, а также трубки усилителя мощности в усилителе мощности используют радиаторы.

Виды теплопередачи:

1. Природная конвекция: поток, вызванный неравномерным температурным полем жидкости без зависимости от внешних сил, таких как насосы или вентиляторы.

2. Силовая конвекция: Конвекция жидкости или газа под действием внешней силы.

(Радиатор с вентилятором)

3. Жидкостное охлаждение:Используйте насос для циркуляции жидкости в тепловой трубке и рассеивания тепла.

(Пластина жидкостного охлаждения)

История радиатора

Как известно, рабочая температура электронного оборудования определяет срок его службы и стабильность. Чтобы поддерживать рабочую температуру ПК в разумных пределах, необходимо обеспечить отвод тепла. С увеличением вычислительной мощности ПК проблема энергопотребления и рассеивания тепла становится все более неизбежной.

Основными источниками тепла в ПК являются процессор, материнская плата, видеокарта и другие компоненты, такие как жесткий диск. Значительная часть потребляемой при их работе электрической энергии будет преобразована в тепловую. Специально для современной видеокарты высокого класса ее энергопотребление может легко достигать 200 Вт, а мощность нагрева ее внутренних компонентов нельзя недооценивать. Чтобы обеспечить его стабильную работу, необходимо эффективно рассеивать тепло.

Первое поколение – эпоха без понятия отвода тепла

В ноябре 1995 года рождение графической карты Voodoo привнесло наше видение в мир 3D. С тех пор ПК обладают почти таким же уровнем возможностей 3D-обработки, что и аркадные игры, что положило начало настоящей эпохе технологий 3D-обработки. С тех пор развитие графических чипов вышло из-под контроля. Рабочая частота ядра увеличена со 100 МГц до 900 МГц, а скорость заполнения текстур взлетела со 100 миллионов в секунду до 42 миллиардов в секунду (GTX480). Учитывая такое большое изменение производительности, нагрев очень велик.

Видеокарта также оснащена охлаждающим оборудованием, таким как воздушное охлаждение, тепловая трубка и полупроводниковый холодильный чип. Сегодня давайте познакомим вас с развитием и тенденциями в области основного оборудования для охлаждения видеокарт.

Когда видеокарта Voodoo была впервые запущена, в ней не было средств отвода тепла, и нам были известны параметры ядра. По сравнению с нынешними массовыми видеокартами о графическом процессоре в то время не было и речи. Вычислительная мощность основного ядра видеокарты даже слабее, чем у нынешней сетевой карты, поэтому выделение тепла практически равно нулю, и необходимости в отводе тепла практически нет.

Второе поколение – применение радиатора

В августе 1997 года NVIDIA снова вышла на рынок 3D-графических чипов и выпустила NV3, то есть графический чип Riva 128. Riva 128 — это 128-битное графическое ядро ​​с ускорением 2D и 3D и частотой ядра 60 МГц. Нагрев ядра постепенно стал проблемой, и применение радиатора официально вошло в сферу видеокарт.

Третье поколение -- — наступление эры воздушного охлаждения и отвода тепла

Выпуск tnt2 стал для 3dfx тяжелым выстрелом в сердце. Частота ядра составляет 150МГц, что поддерживает практически все функции 3D-ускорения на тот момент, включая 32-битный рендеринг, 24-битный z-буфер, анизотропную фильтрацию, панорамное сглаживание, аппаратное выпукло-вогнутое отображение, и т. д. Повышение производительности означает увеличение нагрева, но большого прогресса в технологии нет. 0,25 микрон все еще используется, поэтому пассивный метод радиатора больше не может соответствовать текущим требованиям. В видеокарте начинает использоваться режим активного охлаждения.

Система охлаждения TwinTurbo-II (второе поколение полностью закрытого двухтурбинного охлаждающего вентилятора), охлаждающие ребра полностью покрывают всю видеокарту. При запуске воздух будет выходить и поступать через два вентилятора в одном направлении, что может эффективно и быстро отводить тепло от чипа и видеопамяти. Кроме того, два вентилятора на шарикоподшипниках могут эффективно снизить шум, а металлическая сетка рассеивания тепла продлевает срок службы.

Хотя высокоскоростной вентилятор — лучший способ решить проблему рассеивания тепла, некоторые друзья не выносят шума вентилятора, наслаждаясь 3D-играми. К счастью, применение технологии тепловых трубок решает эту проблему.

Обычно он состоит из основного блока теплопоглощения, заднего блока теплопоглощения, двух радиаторов большой площади и тепловой трубки. Как устройство пассивной теплопроводности, тепловая трубка быстро передает тепло из секции поглощения тепла в секцию выделения тепла посредством изменения фазового состояния внутренней рабочей жидкости, а затем возвращается в секцию поглощения тепла, опираясь на внутреннюю капиллярную структуру. . Он переключается вперед и назад без энергопотребления и шума.

Кроме того, он обладает сильной способностью проводить тепло. Он реализует быструю передачу тепла в ограниченном пространстве, чтобы увеличить площадь рассеивания тепла. Это эффективное средство, значительно улучшающее эффект пассивного рассеивания тепла. Однако этот метод отвода тепла по-прежнему имеет недостатки, поскольку мощность рассеивания тепла недостаточно сильна и его можно использовать только на картах среднего класса. Если эта технология будет использоваться в устройствах высокого класса, необходимо добавить вентилятор.

Принцип расчета тепловыделения

Общий метод отвода тепла заключается в установке устройства на радиаторе, радиатор рассеивает тепло в воздух, и в конечном итоге тепло будет рассеиваться за счет естественной конвекции.

Вообще говоря, тепловой поток (P) от радиатора к воздуху можно представить следующим образом:

В формуле P=HA η △ T

H — общая теплопроводность радиатора (Вт/см2 град),

A — площадь поверхности радиатора (см2),

η Для эффективности теплоотвода

△T — это разница между максимальной температурой радиатора и температурой окружающей среды (градусы).

В приведенной выше формуле h определяется излучением и конвекцией (естественной конвекцией, принудительной конвекцией и материальной конвекцией).

η В основном определяется размером материала и толщиной используемого радиатора. Вообще говоря, материалы с высокой теплопроводностью, такие как алюминий (градус 2,12 Вт/см²) и медь (градус 3,85 Вт/см²), довольно плохие.

η Определяется компонентом радиатора. (влияние конструкции радиатора)

Одним словом, чем больше площадь поверхности радиатора и чем больше разница температур между радиатором и окружающей средой, тем эффективнее тепловое излучение радиатора.

Термостойкость

Параметр:

Rt-----Полное внутреннее сопротивление, град/Вт

Rtj---- Внутреннее термическое сопротивление полупроводниковых приборов, град/Вт

Rtc----- Термическое сопротивление интерфейса между полупроводниковым прибором и радиатором, град/Вт

Rtf----- Теплостойкость радиатора, град/Вт

Tj----- Температура перехода полупроводникового прибора, градус

Tc----- Температура корпуса полупроводникового прибора, градус

Tf----- Температура радиатора, градус

Ta----- Температура окружающей среды, градус

Pc----- Рабочая мощность полупроводниковых приборов, Вт

△Tfa----- Повышение температуры радиатора, градус

Формула расчета тепловыделения

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

Термическое сопротивление RFF радиатора является основной основой для выбора радиатора. TJ и RTJ — это параметры, предоставляемые полупроводниковыми устройствами, PC — это параметры, необходимые для проектирования, а RTC можно найти в профессиональных книгах по термическому проектированию.

(1) Расчетное общее тепловое сопротивление Rt:

Rt=(Тимакс-Та)/Пк

(2) Рассчитайте тепловое сопротивление радиатора RTF или превышение температуры △ TFA.

RTF=RTJ – RTC

△Tfa=Rtf × ПК

(3) В зависимости от условий работы радиатора (естественное охлаждение или принудительное воздушное охлаждение), выберите радиатор в соответствии с RT или △ TFA и ПК и проверьте кривую теплоотдачи (кривая RTF или линия △ TA) выбранного радиатор. Когда значение, найденное на кривой, меньше расчетного значения, подходящий радиатор найден.

Теплопроводность

Теплопроводность означает, сколько энергии можно передать на единицу длины и на К, единица измерения: Вт/м.

«Вт» относится к единице мощности, «м» представляет единицу длины метр, а «К» представляет собой абсолютную единицу температуры.

Чем больше значение, тем лучше теплопроводность.

AL6063: Общий материал для экструзии алюминия.

AL6061: Обработка металла с ЧПУ:

AL1100 или AL1050: общий материал ребер AL.

C1100: общий материал медных ребер

C1020: Общий материал тепловой трубки

ADC12 или ADC 10 или A380: материал для литья под давлением.

Классификация радиатора

1. По используемому материалу его можно разделить на:

а. Алюминиевый радиатор

б. Медный радиатор

в. Медно-алюминиевый комбинированный радиатор

д. Ребро тепловой трубы

2. По производственному процессу его можно разделить на:

a. Экструдированные радиаторы

Это превосходный материал для отвода тепла, широко используемый в современном отводе тепла. Большинство производителей используют высококачественный алюминий AL6063-T5, его чистота может достигать более 98%, он обладает высокой теплопроводностью, низкой плотностью и низким цена, поэтому крупные производители отдают ему предпочтение.

b. Ковка и литье радиатора:

Обычно используется в светодиодах, форма: радиатор с закругленным штифтом.

c. Радиатор с плавниками AL

Преимущества: площадь рассеивания тепла (решает проблему экструдированного алюминиевого радиатора, поскольку ребро слишком плотное)

Недостатки: Подходит для мелкосерийного производства, высокая стоимость (по сравнению с экструдированным алюминиевым радиатором).

d. Медный радиатор для зачистки:

Преимущества: хорошие показатели рассеивания тепла, что решает проблему экструзии меди.

Недостатки: высокая стоимость, большой вес, высокая твердость, сложность обработки (относительно АЛ).

g. Радиатор с медной вставкой

Достоинства: низкая стоимость и массовость производства.

Недостатки: структура.

Он в основном используется для процессора компьютера. Контактная часть заменена на медный блок. Медь обладает быстрым поглощением тепла и энергией теплопроводности.

Благодаря характеристикам сильной силы он может быстро переносить большое количество тепловой энергии, генерируемой работой процессора, на поверхностный медный блок, а медный блок тесно сочетается с алюминиевым экструдированным радиатором, так что большое количество тепловой энергии может быстро распространяется на экструдированный алюминиевый радиатор и удаляется вращением вентилятора.

i. приклеенный радиатор

Преимущества:

Эту технологию можно произвольно комбинировать и сочетать с медными и алюминиевыми ребрами и медной и алюминиевой основой, а также можно эффективно избежать недостатков нового термического сопротивления, вызванных неравномерной теплопроводностью различных сварочных паст в процессе сварки, можно использовать радиатор большого размера. произведено.

Недостатки:

Сделайте у клиентов больше избирательности и разнообразия тепловых решений. Однако из-за особенностей его обработки стоимость массового производства все еще слишком высока.

Охлаждающая пластина

Конструкция охлаждающей пластины:

Охлаждающая пластина представляет собой компактную и тонкую пластинчатую форму с каналами для жидкости, расположенными внутри, чтобы создавать конвекцию между жидкостью и охлаждающей пластиной и рассеивать потребляемую тепловую мощность мощных электронных компонентов, которые находятся на поверхности охлаждающей пластины. .

Преимущество применения охлаждающей пластины заключается в том, что она может рассеивать больше тепла на единицу площади, поэтому конструкция радиатора может быть миниатюризирована. Недостатком системы охлаждения является то, что ее необходимо использовать в системе с жидкой средой, сложное обслуживание, высокая надежность компонентов.

Основа конструкции пластины водяного охлаждения

П: энергопотребление

Tc, Tj: Tc относится к температуре поверхности радиатора, Tj относится к температуре перехода кристалла.

Tin: Температура воды на входе

Δ TC: повышение температуры поверхности радиатора, Δ T=(Tc-Tin)/P

Tout: температура воды на выходе

△ TW: повышение температуры воды на входе и выходе, △ TW=Tout-Tin

Ta: температура окружающей среды

Жидкость: EGW x%, или PGW x%, или вода.

△ ts: Разница температур каждого чипа на поверхности радиатора.

Давление: жидкость Падение давления

Надежностьпластина водяного охлаждения

1) Прочность – изделие соответствует требованиям для конструкционного применения.

2) Испытание на выдерживание давления – продукт соответствует требованиям по герметизации при работе в системе под высоким давлением.

3) Испытание на утечку – продукт соответствует требованиям по утечке в единицу времени при определенных условиях давления.

4) Требования к коррозионной стойкости - сырье, используемое в продукте, отвечает требованиям многолетней коррозионной стойкости и отсутствия утечек.

5) Требования к вибрации – изделие соответствует требованиям по герметизации при определенных условиях вибрации. И структура не повреждается, герметичность не снижается.

6) Другие, такие как плоскостность, шероховатость, сила волочения винта, предварительная нагрузка винта и т. д.

Технология обработки пластины водяного охлаждения:

1) Тип канала ЧПУ: ЧПУ (нарезание канавок) + аргонодуговая сварка, ЧПУ (нарезание канавок) + пайка, ЧПУ (нарезание канавок) + вакуумная пайка, ЧПУ (нарезание канавок) + сварка трением с перемешиванием, ЧПУ (нарезание канавок) + уплотнительное кольцо

2) Форма обработки глубоких отверстий: пистолетная дрель + аргоновая сварка, пистолетная дрель + спиральная деталь + аргоновая сварка, пистолетная дрель + уплотнительное кольцо, пистолетная дрель + спиральная деталь + уплотнительное кольцо

3) Форма отливки: гравитационное литье под землей, гравитационное литье + аргоновая сварка · гравитационное литье + пайка, гравитационное литье + вакуумная пайка, гравитационное литье + сварка трением с перемешиванием.

4) Форма сварки катушки: алюминиевая пластина с ЧПУ + медная труба + эпоксидная смола, алюминиевая пластина с ЧПУ + стальная труба + эпоксидная смола, алюминиевая пластина с ЧПУ + медная труба + оловянная сварка

5) Процесс сверхтонкой пластины водяного охлаждения: сварка широких плоских труб, диффузионная сварка штампованных листов, пайка штампованных листов, вакуумная пайка штампованных листов.

6) Форма экструдированной водяной пластины: водяная пластина с шунтирующим отверстием, ультратонкая пластина водяного охлаждения аккумулятора.

Обработка поверхности

1. Пескоструйная обработка

Пескоструйная обработка — это метод, при котором сжатый воздух выдувает кварцевый песок на высокой скорости для очистки поверхности деталей. Его еще называют выдуванием песка. Он не только удаляет ржавчину, но и удаляет масло. В качестве покрытия очень подходит для удаления ржавчины с поверхности деталей; Изменить поверхность детали; Высокопрочное болтовое соединение стальной конструкции является передовым методом. Поскольку в высокопрочных соединениях для передачи усилия используется трение между соединяемыми поверхностями, к качеству соединяемой поверхности предъявляются высокие требования. Поверхность соединения необходимо обработать пескоструйной обработкой.

Пескоструйная очистка применяется при сложной форме, легком удалении ржавчины вручную, низкой эффективности и плохой экологии на объекте.

Пескоструйная машина оснащена пескоструйными пистолетами различных характеристик. Если коробка не слишком маленькая, пистолет можно положить в нее сушиться.

Опорные изделия сосуда под давлением----Головка подвергается пескоструйной очистке для удаления оксидной пленки с поверхности заготовки. Диаметр кварцевого песка составляет 1,5–3,5 мм.

Существует вид обработки, при котором в качестве носителя для подачи наждака для обработки деталей используется вода, это пескоструйная обработка.

2. Обработка поверхности алюминиевых сплавов.

1). Процесс гальваники из алюминиевого сплава

Из-за химических и физических свойств алюминия и его сплавов нанесение гальванического покрытия на алюминиевые детали намного сложнее, чем на стальную подложку, и необходимо проводить специальную обработку. Ниже приведен технологический процесс гальванического покрытия автомобильной ступицы колеса из алюминиевого сплава.

Полировка - дробеструйная обработка (селективная) → ультразвуковое удаление воска → промывка водой → щелочное травление и удаление масла → промывка водой → кислотное травление (высветление) → промывка водой → погружение в цинк → промывка в воде → децинкификация → промывка в воде → погружение в цинк → промывка в воде → гальваника темный никель → промывка водой → кислотная блестящая медь I → промывка водой → полировка → ультразвуковое удаление воска → промывка водой → катодное электролитическое удаление масла → промывка водой → активация → промывка водой → полублестящий никель → высокосернистый никель → блестящий никель → никель герметизация → промывка водой → хромирование → промывка водой

2). Химический процесс гальванического покрытия алюминиевого сплава

Химическое никелирование алюминиевого сплава все больше и больше принимается производителями из-за его превосходных характеристик. Химическое никелирование также известно как никель-фосфорное покрытие. Поверхность алюминиевого сплава (радиатор компьютера, жесткий диск и т. д.) использует следующий процесс:

Химическое обезжиривание при нормальной температуре → очистка проточной водой х 2 → термическое обезжиривание → очистка проточной водой х 2 → щелочная коррозия → очистка проточной водой х 3 → кислотное травление → очистка проточной водой х 2 → первичное погружение в цинк → очистка проточной водой х 2 → 20% азотная кислота → очистка проточной водой × 3 → вторичное цинкование → очистка проточной водой x3 → (1-5%) предварительное погружение в аммиак → предварительное покрытие химическим никелем → очистка проточной водой x2 → очистка чистой водой → средний фосфор яркий химический никель или яркий химический никель с высоким содержанием фосфора → очистка проточной водой x3 → пассивация → очистка проточной водой x3 → сушка и сушка → проверка → упаковка

Алюминиевая подложка на поверхности электронных компонентов, таких как полупроводниковые устройства, часто требует химического никелирования и химического золочения из-за необходимости сварки. Ход процесса следующий:

Обезжиривание → травление щелочью → полировка → первое цинкование → обесцинкование → раствор для предварительной обработки → второе цинкование → химическое никелирование → травление препрега → химическое золочение → окончательная обработка

3. Пассивация

Пассивация заключается в обработке металла раствором нитрита, нитрата, хромата или дихромата для создания слоя хроматной пассивационной пленки на поверхности металла. Его часто используют в качестве последующей обработки цинковых и кадмиевых покрытий для улучшения коррозионной стойкости покрытий, защиты цветных металлов и адгезии лакокрасочных пленок.

Процесс пассивации алюминия и алюминиевых сплавов:

Хроматная обработка алюминия и его сплавов позволяет получить другую химическую конверсионную пленку, совершенно отличную от анодирования. Ее состав аналогичен хроматной пленке цинка и кадмия, которая представляет собой комплексное соединение хрома.

Разница между алюминиевым анодом и хроматом --- Проводящий и непроводящий

Обычно используемая отделка алюминиевого радиатора: 1. Очистка 2. Анодирование 3. Хромирование

Распространенная отделка медного радиатора: антиокислительная.

4. Никелирование

Метод нанесения слоя никеля на металл или какой-либо неметалл электролитическим или химическим методом называется никелированием. Никелирование включает гальваническое и химическое никелирование.

Гальваника проводится в электролите, состоящем из соли никеля, проводящей соли, буфера PH и смачивающего агента, в качестве анода используется металлический никель. При подаче постоянного тока на плакированные детали осаждается равномерный и плотный слой никелирования. Блестящий никель получают из гальванического раствора с отбеливателем, а темный никель получают из электролита без отбеливателя.

Химическое покрытие также называют автокаталитическим. Конкретный процесс относится к процессу, в котором ионы металлов в водном растворе восстанавливаются восстановителем и осаждаются на поверхности твердой матрицы при определенных условиях. Согласно определению ASTM b374 (Американское общество по испытаниям и материалам), автокаталитическое покрытие представляет собой «нанесение металлического покрытия путем контролируемого химического восстановления, которое катализируется осаждаемым металлом или сплавом». Этот процесс отличается от нанесения покрытия методом смещения. Покрытие можно постоянно утолщать, а сам металл также обладает каталитической способностью.

Химическое никелирование широко используется в индустрии отвода тепла из-за хорошей паяемости.

горячая этикетка : Базовое представление радиатора, Китай, поставщики, производители, фабрика, индивидуальный, бесплатный образец, сделано в Китае, Аль -экструзионный радиатор, Радиатор с медной тепловой трубой, Высококачественный охлаждающий радиатор, Высококачественный радиатор, Пара камера, Нагреватель