Materiali di dissipazione del calore e componenti del dissipatore di calore
Materiali di dissipazione del calore e componenti del dissipatore di calore
Con il continuo miglioramento delle prestazioni dei dispositivi elettronici, l'installazione di componenti che generano calore richiede misure per dissipare questo calore al fine di prevenire malfunzionamenti o guasti. Molti componenti e materiali specializzati contribuiscono alla dissipazione del calore, ognuno con le proprie proprietà uniche. Tra questi diversi materiali per la dissipazione del calore, l'alluminio e le sue leghe sono diventati una scelta diffusa grazie ai loro vantaggi unici.
Materiali utilizzati per i componenti di dissipazione del calore
Vantaggi dell'alluminio: un materiale ideale per il dissipatore di calore
La popolarità dell'alluminio nel settore dei dissipatori di calore deriva dalle sue eccezionali proprietà fisiche. L'alluminio puro vanta una conduttività termica di 238 W/(m·K). Sebbene sia seconda solo al rame e all'argento tra i metalli, la sua leggerezza e la sua economicità superano di gran lunga quelle del rame. La densità dell'alluminio è di soli 2,7 g/cm³, il che lo rende particolarmente importante nell'attuale mondo dei dispositivi elettronici leggeri e sottili. Le leghe di alluminio offrono inoltre un'eccellente formabilità e possono essere trasformate in dissipatori di calore di varie forme attraverso una varietà di processi. L'anodizzazione crea una pellicola di ossido durevole, migliorando la resistenza alla corrosione e soddisfacendo al contempo i requisiti estetici di vari dispositivi.
Processo di produzione: un fattore determinante per le prestazioni del dissipatore di calore
I dissipatori di calore in alluminio vengono realizzati utilizzando una varietà di processi, ognuno dei quali influisce in modo significativo sulle prestazioni del prodotto finale. L'estrusione è il processo principale per la produzione di dissipatori di calore in alluminio, consentendo la realizzazione di alette ultrasottili e quindi un utilizzo diffuso nel raffreddamento di dispositivi di micro e media potenza. La forgiatura a freddo è una tecnologia emergente di recente. I dissipatori di calore in alluminio forgiati a freddo combinano le eccellenti proprietà di trattamento superficiale dei profili in alluminio con la capacità di formare forme complesse in un unico passaggio, rendendoli considerati la direzione ottimale per la produzione di dissipatori di calore. La pressofusione è adatta per dissipatori di calore di grandi dimensioni e complessi, ma i dissipatori pressofusi presentano spesso pori interni.
Componenti di dissipazione del calore
I dissipatori di calore sono componenti progettati per sfruttare l'elevata conduttività termica dei materiali termoconduttivi per migliorare ulteriormente l'efficienza di dissipazione del calore, come i tubi di calore. Le fonti di calore su un lato di un dissipatore di calore sono a contatto con una superficie piana, mentre l'altro lato rilascia calore nell'aria. I dissipatori di calore possono essere costituiti da piastre sottili, soffietti o aghi, principalmente realizzati in alluminio, rame o ceramica. Maggiore è la superficie disponibile per il trasferimento di calore, migliori sono le prestazioni di dissipazione del calore.
Un tubo di calore (heat pipe) è un componente tubolare per la dissipazione del calore, solitamente realizzato in rame. Il principio è quello di rimuovere il calore attraverso ripetuti cicli di evaporazione. La circolazione del liquido è rapida e continua. Rispetto ai dissipatori di calore o ai fogli di grafite, le prestazioni di dissipazione del calore dei tubi di calore sono notevolmente migliori.