مواد تبديد الحرارة ومكونات المشتت الحراري
مواد تبديد الحرارة ومكونات المشتت الحراري
مع استمرار تحسّن أداء الأجهزة الإلكترونية، يتطلّب تركيب المكونات المُولّدة للحرارة اتخاذ إجراءات لتبديد هذه الحرارة لمنع الأعطال أو الأعطال. تُساهم العديد من المكونات والمواد المتخصصة في تبديد الحرارة، ولكل منها خصائص فريدة. ومن بين هذه المواد المُختلفة لتبديد الحرارة، أصبح الألومنيوم وسبائكه خيارًا شائعًا نظرًا لمزاياه الفريدة.
المواد المستخدمة في مكونات تبديد الحرارة
مزايا الألومنيوم: مادة مثالية لتبديد الحرارة
تنبع شعبية الألومنيوم في صناعة مشعات التبريد من خصائصه الفيزيائية الاستثنائية. يتميز الألومنيوم النقي بموصلية حرارية تبلغ 238 واط/م·ك. ورغم أن هذه الموصلية تُعد الثانية بعد النحاس والفضة بين المعادن، إلا أن خفة وزنه وفعاليته من حيث التكلفة تتفوقان على النحاس بكثير. تبلغ كثافة الألومنيوم 2.7 غ/سم³ فقط، مما يجعله ذا أهمية خاصة في عالم اليوم الذي يتميز بالأجهزة الإلكترونية خفيفة الوزن والرفيعة. كما تتميز سبائك الألومنيوم بقابلية تشكيل ممتازة، ويمكن تشكيلها في مشعات تبريد بأشكال متنوعة من خلال عمليات متنوعة. تُنتج عملية الأكسدة طبقة أكسيد متينة، مما يعزز مقاومة التآكل ويلبي في الوقت نفسه المتطلبات الجمالية لمختلف الأجهزة.
عملية التصنيع: عامل رئيسي في تحديد أداء المشتت الحراري
تُصنع مشعات الألمنيوم الحرارية باستخدام مجموعة متنوعة من العمليات، ولكل منها تأثير كبير على أداء المنتج النهائي. يُعد البثق العملية الأساسية لإنتاج مشعات الألمنيوم الحرارية، مما يُتيح استخدام زعانف فائقة الرقة، وبالتالي استخدامًا واسع النطاق في تبريد الأجهزة الصغيرة والمتوسطة الطاقة. يُعد التشكيل بالطرق على البارد تقنية ناشئة حديثًا. تجمع مشعات الألمنيوم الحرارية المصنوعة بالطرق على البارد بين خصائص المعالجة السطحية الممتازة لمقاطع الألمنيوم والقدرة على تشكيل أشكال معقدة في خطوة واحدة، مما يجعلها الخيار الأمثل لتصنيع مشعات الألمنيوم. يُعد الصب بالقالب مناسبًا لمشعات الألمنيوم الحرارية الكبيرة والمعقدة، إلا أن مشعات الألمنيوم الحرارية المصبوبة بالقالب غالبًا ما تحتوي على مسام داخلية.
مكونات تبديد الحرارة
المشتتات الحرارية هي مكونات مصممة للاستفادة من الموصلية الحرارية العالية للمواد المُبدّدة للحرارة، مثل أنابيب الحرارة، لتحسين كفاءة تبديد الحرارة. تلامس مصادر الحرارة على أحد جانبي المشتت الحراري سطحًا مستوٍ، بينما يُطلق الجانب الآخر الحرارة إلى الهواء. يمكن تصنيع المشتتات الحرارية من صفائح رقيقة، أو منفاخات، أو إبر، مصنوعة أساسًا من الألومنيوم، أو النحاس، أو السيراميك. كلما زادت مساحة السطح المتاحة لنقل الحرارة، كان أداء تبديد الحرارة أفضل.
الأنبوب الحراري هو مُكوّن أنبوبي لتبديد الحرارة، مصنوع عادةً من النحاس. يقوم مبدأه على إزالة الحرارة عبر دورات تبخر متكررة. يكون دوران السائل سريعًا ومستمرًا. بالمقارنة مع مشتتات الحرارة أو صفائح الجرافيت، فإن أداء تبديد الحرارة في الأنابيب الحرارية أفضل بكثير.