إذا كنت تستخدم الأجهزة الإلكترونية بانتظام، فقد ترغب في استخدام بعض أجهزة التبريد لأنها تنتج قدرًا كبيرًا من الحرارة.
يؤدي هذا إلى تطبيق المبدد الحراري في حالة عمل الآلة الإلكترونية للتبريد.
على عكس ما حدث في البداية، حيث كان يتم استخدامه فقط لأجهزة الكمبيوتر الكبيرة بسبب الحرارة الزائدة التي تنتجها، فإنه يستخدم الآن في كل جهاز إلكتروني تقريبًا لأنه يجب أن ينتج حرارة بغض النظر عن مدى قلة الحرارة ويمكن أن يكون ضارًا نسبيًا إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح.
لكن قد يتساءل الكثيرون عن أفضل مادة لإنتاج مشتت الحرارة؟ ما هي المادة الأنسب لتطبيقات محددة؟
قد يكون اختيار مادة مشتت الحرارة أمرًا صعبًا بعض الشيء. لماذا؟ لأنه على الرغم من أن الألومنيوم هو المادة الأكثر استخدامًا في مشتتات الحرارة، إلا أن النحاس يمتص الحرارة بشكل أكبر.
فلماذا يُستخدم بكثرة؟ في هذه المقالة، قدّمنا كل التفاصيل حول النحاس والألومنيوم، ومزاياهما، وأيهما الأنسب لأعمالك.
ما هو أحواض النحاس الحرارية؟
المُشتت الحراري هو الجهاز المُستخدم في معظم المحركات الإلكترونية لطرد الحرارة أو امتصاصها. يوجد بشكل أساسي في وحدات المعالجة المركزية (CPU)، والرقائق، وأجهزة الكمبيوتر، والهواتف المحمولة. وهو ضروري لمنع ارتفاع درجة حرارة الأجهزة.
وبدونها، يكون النظام الإلكتروني بأكمله معرضًا لخطر التلف، لأن الحرارة اللاحقة التي ينتجها تكون خطيرة.
ومع ذلك، فإن المبدد الحراري المصنوع من مادة النحاس هو المبدد الحراري النحاسي.
عادةً ما يكون النحاس والألومنيوم والفضة هي المواد الأكثر شيوعًا لصنع المبددات الحرارية.
ما هو أحواض الألمنيوم الحرارية؟
مشتت الحرارة المصنوع من الألومنيوم هو مشتت حرارة مصنوع من الألومنيوم. وكما ذكرنا سابقًا، يُستخدم الألومنيوم بشكل أساسي في مشتتات الحرارة.
يمكن اعتبارها بمثابة المشتت الحراري الأكثر تكلفة.
كيف تعمل؟
مبدأ عمل المشتت الحراري هو أنه يتم تثبيته داخل جهاز إلكتروني وينقل الحرارة المنتجة إلى وسط سائل معين (سائل تبريد) / لنقلها بعيدًا عن الإلكترونيات وتبريدها.
يمكن أن يكون الوسط المستخدم لتبريده سائلاً أو هواءً. تُبرّد الحرارة التي ينقلها المشتت الحراري بواسطة سوائل التبريد (الهواء أو السائل). ومن هنا تأتي الحاجة إلى مساحة سطح كبيرة نسبياً لامتصاص الحرارة بفعالية وتبريدها. تُصنع المشتتات الحرارية من المعادن.
اعتمادًا على تشغيل درجة حرارة الإلكترونيات، سيتم تنفيذ بالوعة حرارية أكثر فعالية لتحقيق الفعالية.
كما أن طبيعة الزعنفة على المشتت الحراري مهمة. فهي تُنقل الحرارة للتبريد بفضل مقاومتها الحرارية. ومع ذلك، إذا كانت الزعنفة طويلة ومتماسكة، فقد لا تُوصل الحرارة بفعالية.
باختصار، تعمل أحواض الحرارة عن طريق:
● تنتقل الحرارة التي تنتجها الأجهزة الإلكترونية إلى سطحها.
● تنتقل الحرارة بعد ذلك إلى المشتت الحراري، الذي يكون على اتصال بالإلكترونيات.
● من خلال التوصيل، تنتقل الحرارة حول منطقة سطح المشتت الحراري حتى تصل إلى سوائل التبريد.
● ثم تُبرَّد الحرارة. وتستمر الدورة.
تطبيقات المشتت الحراري المصنوع من النحاس والألومنيوم
أيًا كانت المادة المستخدمة في صناعة المشتت الحراري (النحاس أو الألومنيوم)، فهي تُستخدم على نطاق واسع، مثل:
● سائل تبريد غلاف المحرك
● سائل تبريد لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات
● وحدات اللحام
● UPS (مصدر طاقة غير قابل للانقطاع)
● محركات الجر
● تبريد نظام التحكم في المركبات الكهربائية
● حل تبريد حزمة البطارية
أنواع التصنيع
كما هو الحال مع اختلافات المواد، فإن طبيعة تصنيع مشتتات الحرارة تُميّزها أيضًا. اطلع على أنواع التصنيع المختلفة أدناه:
| ● التشكيل والصب بالقالبهذه الطريقة في التصنيع هي الأنسب لمشتتات الحرارة السميكة. وهي مثالية للإنتاج بكميات كبيرة نظرًا لانخفاض تكلفة الوحدة. كما أنها توفر مرونة في التصميم. إلا أن طريقة التشكيل بالطرق تُسبب مشاكل في تصميم تدفق الهواء وإدارته. |
| ● التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: عادةً ما يكون التصنيع باستخدام الحاسب الآلي خيارًا بطيئًا ومكلفًا. قد يكون مفيدًا عندما يكون تصميم المشتت الحراري معقدًا أو يتطلب توصيلًا حراريًا عاليًا. |
| ● زعنفة التخطي:المشتت الحراري الناتج عن الزعانف المُشَحَّصة فعال من حيث التكلفة. زعانفها رقيقة عادةً. مناسبة للاستخدام في العمليات عالية القوة. |
| زعنفة سحاب: تُصنع مشتتات الحرارة بزعانف محكمة الغلق. وزنها خفيف، إذ يبلغ 10 أطنان، مما يُفسر انخفاض تكلفة عملية التصنيع. |
| ● الختم: تُستخدم مشتتات الحرارة الختمية في التطبيقات منخفضة الطاقة، وهي رخيصة الثمن مقارنةً بمشتتات الحرارة الأخرى. |
| ● زعنفة ملتصقةعادةً ما تحتوي مشتتات الحرارة المُنتجة بهذه الطريقة على مواد مختلفة. يُنصح باستخدامها للمشتتات الكبيرة. |
الاختلافات بين كلا المبددات الحرارية
مشتت الحرارة النحاسي مقابل مشتت الحرارة الألومنيومي: ديناميكيات الحرارة
في أوقات الحر الشديد، يكون النحاس هو العنصر الأبرز. ويرجع ذلك إلى قدرته على توصيل الحرارة بشكل أفضل من الألومنيوم. كما يتميز النحاس بنقطة انصهار عالية جدًا، وهو أقل تفاعليةً مقارنةً بالألومنيوم.
كل هذا يشير إلى أن مشعات الحرارة النحاسية ستنشر الحرارة بشكل أفضل وأكثر فعالية، وتتحمل درجات الحرارة العالية وتستغرق وقتًا أطول للتآكل على التوالي.
مشتت الحرارة النحاسي مقابل مشتت الحرارة الألومنيومي: التوصيل الحراري
يُوصِّل مُشتِّت الحرارة النحاسي الحرارة أسرع من مُشتِّتات الألومنيوم. يُوصِّل النحاس الحرارة بسرعة حوالي 400 متر/ك، بينما يُوصِّل الألومنيوم الحرارة بسرعة حوالي 87 متر/ك.
مبدد الحرارة النحاسي مقابل مبدد الحرارة المصنوع من الألومنيوم: التبريد
تمامًا كما تقوم أحواض الحرارة النحاسية بتوصيل الحرارة بشكل أكثر فعالية، فإنها تقوم أيضًا بتوصيل تأثير التبريد بشكل أكثر فعالية وأسرع من الألومنيوم.
على عكس أحواض الحرارة المصنوعة من الألومنيوم، فإن تلك المصنوعة من النحاس تعمل بشكل جيد بدون طلاء؛ فهي أكثر موثوقية.
المشتت الحراري النحاسي مقابل المشتت الحراري المصنوع من الألومنيوم: الوزن
في هذه الحالة، يتم استخدام مشعات الحرارة المصنوعة من الألومنيوم عندما تكون هناك حاجة إلى تصنيع معدات مشعات حرارية خفيفة.
لأن النحاس أثقل من الألومنيوم. عند الحاجة إلى تخفيف الوزن، يُنصح باستخدام الألومنيوم.
مبدد الحرارة النحاسي مقابل مبدد الحرارة المصنوع من الألومنيوم: التكاليف
هذا أحد الأسباب الرئيسية لكثرة استخدام مشتتات الحرارة المصنوعة من الألومنيوم. في الواقع، تكلفة الألومنيوم أقل من تكلفة النحاس بأكثر من النصف. لذا، فإن تصنيع مشتت حرارة من الألومنيوم أرخص من النحاس. العملية سهلة التنفيذ، ولا تتطلب استخدام معادن عالية الجودة.
كما أن الألومنيوم أخف من النحاس، مما يجعله أسهل في النقل.
على عكس النحاس، فإن مشعات الحرارة حيث تكون مادة النحاس باهظة الثمن نسبيًا، لذلك يتم استخدام طريقة تصنيع معقدة للعمل عليها.
مبدد الحرارة النحاسي مقابل مبدد الحرارة المصنوع من الألومنيوم: التوفر
يُعد الألومنيوم الخيار الأمثل لمشتتات الحرارة، فهو الأكثر شيوعًا. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر تشكيلة واسعة من الألوان والتصاميم والتكاليف. على عكس النحاس، يمكنك الحصول على المواصفات الدقيقة إذا كنت ترغب في شيء محدد.
ما هو المبدد الحراري المناسب لك؟
لتقرر أي مبدد حراري هو الأفضل لخدمتك، عليك أن تأخذ بعين الاعتبار جميع جوانبه واحتياجات عملك.
على سبيل المثال، يعد الألومنيوم الأكثر شيوعًا لمبددات الحرارة، ولكن هذا لا يعني أن النحاس أقل فعالية لمبددات الحرارة أو أن الألومنيوم يجب أن يكون خيارك المفضل.
قد يكون الألومنيوم رخيصًا، لكن يُنصح باستخدام النحاس في التطبيقات ذات التوصيل الحراري العالي.
بالإضافة إلى ذلك، يُسمح لمبددات الحرارة النحاسية بأن تكون معقدة ومتشابكة، على عكس الألومنيوم.
على الرغم من أنه يمكن إنتاج مشعات حرارية نحاسية هندسية معقدة عن طريق التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والصب بالقالب، فإن مشعات الحرارة المصنوعة من الألومنيوم المبثوق يمكن أن تلبي احتياجاتك أيضًا.
من المهم أيضًا ملاحظة أنه من المتوقع أن تبحث عن مشتت حراري أخف لأجهزتك الإلكترونية، نظرًا للتطور المستمر في العالم ورغبة الأجهزة في تحسين فائدتها ووزنها الخفيف قدر الإمكان. لذا، لا تكتفِ بالألمنيوم وتتجاهل فوائد النحاس، إذ يمكنك دمج المادتين في مشتت حراري.
على سبيل المثال، سيتم تصنيع المشتت الحراري الخاص بك من الألومنيوم لجعله خفيفًا واللوحة النحاسية لتحقيق معدل توصيل مرتفع.
من عيوب هذه الطريقة أن الألومنيوم لا يتفاعل جيدًا مع النحاس أحيانًا، ما يُشكّل خطرًا على صفيحة النحاس. وتُلاحظ هذه المشكلة بشكل رئيسي في مشتتات الحرارة الأقل تكلفة.
الخيارات الرخيصة تكلف أكثر نسبيًا
من الأشياء المهمة التي يجب ملاحظتها أيضًا أن المشتت الحراري المصنوع بمعيار رخيص من أي مادة يميل إلى التكلفة أكثر نسبيًا على المدى الطويل.
يعود ذلك إلى أن مشتتات الحرارة منخفضة التكلفة تحتوي على مراوح تستخدم محامل الأكمام، على عكس المحامل الكروية في المشتتات الأغلى ثمنًا. عادةً ما تواجه محامل الأكمام مشاكل في التزييت مع مرور الوقت وتتلف، على عكس المحامل الكروية التي تكلف تصنيعها أكثر ولكنها تدوم لفترة أطول.
تأكد من مقارنة كل هذه العوامل باستثمارك الأولي وغرض عملك؛ ومن خلال القيام بذلك، يمكنك بسهولة اختيار الخيار الأفضل.
خاتمة
إذا كنت بحاجة إلى نفس الاقتراح بشأن المشتت الحراري لاستخدامه وفقًا لاحتياجات عملك المحددة، فإن مهندسينا في Kenfatech مدربون تدريبًا خاصًا على الخدمات الحرارية وسيقدمون لك أفضل الخدمات الكاملة التي تحتاجها.
لدينا قاعدة تضم أكثر من 300 مهندس لديهم أكثر من عقدين من الخبرة في خدمة الشركات الكبرى في جميع أنحاء العالم.
من المؤكد أن خدمات فنيينا لن تؤثر على جودة إنتاجك مع تقديم خدمات سريعة.
احصل على أفضل مادة للمشتت الحراري لشركتك في أقصر وقت ممكن عن طريق الاتصال بنا الآن.
