1. Malzeme Seçimi: Yüksek termal iletkenlik ve ısı direnci arasındaki denge
1.1 Alüminyum Alaşım Malzemesi
Alüminyum alaşımı, iyi termal iletkenliği, hafif, korozyon direnci ve kolay işleme nedeniyle mikro motor kabukları için yaygın bir malzeme haline gelmiştir. Özellikle, 6061-T6 alüminyum alaşımı gibi belirli belirli alüminyum alaşım türleri, sıradan çelikten çok daha yüksek olan yaklaşık 200W/mk'ye kadar bir termal iletkenlik katsayısına sahiptir. Motor içinde üretilen ısıyı kabuğun yüzeyine daha etkili bir şekilde yapabilir ve daha sonra hava konveksiyonu veya radyasyon yoluyla dağıtabilir.
1.2 Bakır Malzeme
Bakır daha üstün termal iletkenliğe sahiptir ve termal iletkenliği, alüminyumun iki katından fazla olan 400W/mk'den fazla ulaşabilir. Bununla birlikte, bakır daha pahalıdır, yüksek yoğunluğa sahiptir ve işlenmesi zordur, bu nedenle mikro motor kabuğunda nadiren tek başına kullanılır. Bununla birlikte, yerel ısı yayılma verimliliğini artırmak için bazı anahtar ısı yayılma parçalarında bakır ekler veya kaplamalar kullandığı düşünülebilir.
1.3 Yüksek termal iletkenlik plastikleri
Malzeme biliminin geliştirilmesiyle, bazı yüksek termal iletkenlik plastikleri de ortaya çıkmıştır. Bu plastikler termal iletken dolgular (grafit, karbon fiber vb.) Ekleyerek termal iletkenliklerini geliştirir. Termal iletkenlik katsayısı hala metal malzemelerden daha düşük olsa da, hafif, iyi yalıtım ve kolay işleme ve kalıplama avantajlarına sahiptir. Ağırlık ve yalıtım gerektiren bazı mikro motorlarda alternatif olarak kullanılabilirler.
2. Malzeme Tedavisi: Termal iletkenliğin ve mekanik mukavemetin iyileştirilmesi
2.1 Yüzey Tedavisi
Anodizasyon, kumlama, elektroplasyon gibi metal kabukların yüzey işlemi, sadece mikro motor kabuğunun korozyon direncini ve estetiğini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda termal iletkenliğini bir dereceye kadar geliştirebilir. Özellikle anodizasyon, metal yüzeyde yoğun bir alüminyum oksit filmi oluşturabilir. Bu film sadece iyi bir yalıtıma sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda mikro gözenekli yapı boyunca hava ile temas alanını da arttırır, böylece ısı dağılma verimliliğini artırır.
2.2 Isıl işlem
Söndürme ve temperleme gibi metal kabukların ısıl işlemi, iç yapısını ayarlayabilir, sertliği ve aşınma direncini iyileştirebilir ve ayrıca termal iletkenliğini artırmaya yardımcı olabilir. Bununla birlikte, ısıl işlem sürecinin kabuğun boyutsal doğruluğu ve şekil stabilitesi üzerinde belirli bir etkisi olabileceğine dikkat edilmelidir, bu nedenle işleme sırasında sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
III. Malzeme kombinasyonu: Çok işlevlilik ve ısı dağılma verimliliğinin iyileştirilmesi
3.1 Metal plastik kompozit malzemeler
Metal ve plastik kombinasyonu her ikisinin de avantajlarını tam olarak kullanabilir. Örneğin, metal kabuğuna sadece metalin yüksek termal iletkenliğini korumakla kalmayıp, aynı zamanda plastiğin hafif, yalıtım ve kolay işlenmesinden de yararlanabilen bir yüksek termal iletkenlik plastik tabakası enjekte edilir. Bu kompozit kabuğun mikro motorlarda iyi bir uygulama beklentisi vardır.
3.2 Çok katmanlı kompozit malzemeler
Çok katmanlı kompozit teknoloji sayesinde, farklı malzemeler belirli bir oranda üst üste bindirilir ve mükemmel ısı dağılma performansı ve mekanik mukavemet ile bir kabuk oluşturmak için sıraya sahiptir. Örneğin, yüksek termal iletkenliğe sahip bir metal tabaka, kabuğun termal stabilitesini ve ısı yayılma etkinliğini artırmak için düşük termal genleşme katsayısına sahip bir seramik tabaka ile birleştirilebilir. Bununla birlikte, çok katmanlı kompozit malzemelerin işleme maliyetinin yüksek olduğu ve işleme doğruluğu ve süreç gereksinimlerinin de yüksek olduğu belirtilmelidir.
IV. Malzeme seçimi ve optimizasyonu için önlemler
4.1 Maliyet Hususları
Kabuk malzemesini seçerken ve optimize ederken, maliyet faktörünün tam olarak dikkate alınması gerekir. Yüksek termal iletkenliğe sahip metal malzemeler iyi ısı yayılma etkileri olmasına rağmen, pahalıdır; Plastik malzemelerin düşük maliyetleri vardır, ancak termal iletkenlikleri sınırlıdır. Bu nedenle, ısı dağılma verimliliğini sağlarken maliyet etkinliğini kapsamlı bir şekilde dikkate almak gerekir.
4.2 İşlenebilirlik Hususları
Farklı malzemelerin farklı işlem zorlukları ve işleme maliyetleri vardır. Örneğin, alüminyum alaşımlarının işlenmesi ve oluşturulması kolaydır, ancak kesme sırasında çapak ve deformasyona eğilimlidirler; Bakır malzemelerinin yüksek sertlikleri nedeniyle işlenmesi zordur. Bu nedenle, malzeme seçerken, işleme performanslarını ve işleme maliyetlerini tam olarak dikkate almak gerekir.
4.3 Uyumluluk Hususları
Kabuk malzemesini seçerken, mikro motor kabuğu motoru içindeki diğer bileşenlerle uyumluluğunu da dikkate almak gerekir. Örneğin, metal kabuk motor içindeki elektromanyetik alanı etkileyebilir; Plastik kabuğun yalıtım performansının ve sıcaklık direncinin motor gereksinimleriyle tutarlı olup olmadığını düşünmesi gerekir.
