Wärmeableitungsmaterialien und Kühlkörperkomponenten
Wärmeableitungsmaterialien und Kühlkörperkomponenten
Da die Leistung elektronischer Geräte stetig zunimmt, erfordert der Einbau wärmeerzeugender Komponenten Maßnahmen zur Ableitung dieser Wärme, um Fehlfunktionen oder Ausfälle zu vermeiden. Viele spezielle Komponenten und Materialien tragen zur Wärmeableitung bei, jedes mit seinen eigenen einzigartigen Eigenschaften. Unter diesen vielfältigen Wärmeableitungsmaterialien haben sich Aluminium und seine Legierungen aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile zu einer gängigen Wahl entwickelt.
Für Wärmeableitungskomponenten verwendete Materialien
Vorteile von Aluminium: Ein ideales Kühlkörpermaterial
Die Beliebtheit von Aluminium in der Kühlkörperindustrie beruht auf seinen außergewöhnlichen physikalischen Eigenschaften. Reines Aluminium weist eine Wärmeleitfähigkeit von 238 W/(m·K) auf. Damit liegt es zwar nur hinter Kupfer und Silber, übertrifft aber Kupfer in puncto Gewicht und Kosteneffizienz deutlich. Die Dichte von Aluminium beträgt lediglich 2,7 g/cm³, was es in der heutigen Welt der leichten und dünnen elektronischen Geräte besonders wichtig macht. Aluminiumlegierungen bieten zudem eine hervorragende Formbarkeit und können durch zahlreiche Verfahren zu Kühlkörpern unterschiedlichster Form verarbeitet werden. Durch Eloxieren entsteht eine haltbare Oxidschicht, die die Korrosionsbeständigkeit erhöht und gleichzeitig den ästhetischen Anforderungen verschiedener Geräte gerecht wird.
Herstellungsprozess: Ein entscheidender Faktor für die Leistung des Kühlkörpers
Aluminiumkühlkörper werden in verschiedenen Verfahren hergestellt, die jeweils die Leistung des Endprodukts maßgeblich beeinflussen. Das Extrusionsverfahren ist das wichtigste Verfahren zur Herstellung von Aluminiumkühlkörpern. Es ermöglicht ultradünne Lamellen und damit eine breite Anwendung zur Kühlung von Mikro- und Mittelleistungsgeräten. Kaltschmieden ist eine neue Technologie. Kaltgeschmiedete Aluminiumkühlkörper vereinen die hervorragenden Oberflächeneigenschaften von Aluminiumprofilen mit der Fähigkeit, komplexe Formen in einem einzigen Schritt zu formen, und gelten daher als optimale Methode zur Kühlkörperherstellung. Druckguss eignet sich für große, komplexe Kühlkörper, weist jedoch häufig innere Poren auf.
Wärmeableitungskomponenten
Kühlkörper sind Komponenten, die die hohe Wärmeleitfähigkeit wärmeableitender Materialien nutzen, um die Wärmeableitungseffizienz weiter zu verbessern, wie z. B. Heatpipes. Wärmequellen auf der einen Seite eines Kühlkörpers berühren eine flache Oberfläche, während die andere Seite Wärme an die Luft abgibt. Kühlkörper können aus dünnen Platten, Bälgen oder Nadeln bestehen, hauptsächlich aus Aluminium, Kupfer oder Keramik. Je größer die für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Oberfläche, desto besser die Wärmeableitung.
Ein Heatpipe ist ein röhrenförmiges Wärmeableitungselement, das üblicherweise aus Kupfer besteht. Das Prinzip besteht darin, Wärme durch wiederholte Verdampfungszyklen abzuführen. Die Flüssigkeit zirkuliert schnell und kontinuierlich. Im Vergleich zu Kühlkörpern oder Graphitplatten ist die Wärmeableitungsleistung von Heatpipes deutlich besser.