Въведение
Радиаторите-обикновено изработени от алуминий или мед-отвеждат топлината от електрониката и я изтласкват във въздуха около тях. Ще ги намерите навсякъде: в компютри, осветление, захранващи устройства, каквото и да е. За да им помогнат да издържат по-дълго и да работят по-добре, компаниите често третират повърхностите им. Неща като анодиране, метално покритие или специални покрития не само предпазват перките от ръжда; също така им помага да отделят топлината по-ефективно. Всяко лечение идва със собствен набор от плюсове и минуси. Някои повишават топлинните характеристики, други се борят с корозията, а някои просто намаляват разходите. Нека да разгледаме по-подробно анодирането, покритието и покритията върху радиаторите и да видим как всеки от тях се подрежда, когато става дума за ефективност, защита и цена.
Анодиращи радиатори: Коефициент на излъчване и издръжливост
Анодирането е-процес за правене на алуминиевите радиатори по-здрави и по-дълготрайни-. Ето как работи: пускате електрически ток през метала, който удебелява неговия естествен оксиден слой в здрава, пореста обвивка. Тази черупка прави много. Той предпазва радиатора от корозия и износване-така че ще издържи на неща като влага или солен въздух много по-добре от обикновения алуминий. Вие също така получавате страхотна електрическа изолация от сделката, така че има по-малък риск от електрически късо съединение, когато вашите компоненти са опаковани плътно.
Но истинската магия, поне за охлаждане, се случва с повърхностната излъчвателна способност. Голият алуминий почти не излъчва топлина. Коефициентът му на излъчване е около 0,04 до 0,06, което означава, че най-вече просто отскача топлината обратно, вместо да я оставя да избяга. След като го анодизирате обаче, това число скача до 0,8 или дори 0,9. Това е огромен скок-изведнъж черният анодизиран радиатор може да излъчва топлина 15 до 20 пъти по-ефективно от обикновения. Това е огромно, ако имате работа с пасивно охлаждане или ситуации, при които въздушният поток е ограничен. Експертите казват, че черните анодизирани радиатори могат да увеличат радиационното охлаждане от 8 до 10 пъти в сравнение с чистия алуминий, а това означава по-хладни части, особено в малки или тесни инсталации.
Сега самият анодизиран слой е тънък-обикновено само от 5 до 25 микрона за стандартните неща-така че всъщност не забавя топлинния поток през метала. Получавате малко допълнително термично съпротивление, може би с 5–10% повече, но увеличаването на коефициента на излъчване го компенсира повече. Ако прекалите и използвате супер-дебело „твърдо анодиране“ (25–100 микрона), тогава да, ще започнете да виждате как мивката се загрява по-горещо, защото слоят блокира топлината малко повече. Но при нормални условия компромисът-е незначителен и обикновено си заслужава.
Има още какво да харесвате в анодирането. Процесът е изпитан-и-верен, работи в мащаб и обикновено е по-евтин от луксозните специални покрития. Освен това порестата повърхност поема добре боята, така че можете да получите радиатори във всякакви цветове, без да се забърквате с охлаждащата им мощност. Изследванията показват, че цветът наистина няма значение за топлинното излъчване-прозрачното анодизирано покритие охлажда също толкова добре, колкото черното.
В крайна сметка: анодизираните радиатори са любими с причина. Те са устойчиви на корозия, излъчват топлина като шампиони и изглеждат добре, докато го правят. Единственият истински недостатък е лек спад в топлопроводимостта, ако оксидният слой стане твърде дебел, но със стандартно анодиране това не е голяма работа. Получавате интелигентен баланс между защита и производителност.
Покритие на радиатори: проводимост и защита
Покриването на радиатор означава добавяне на тънък метален слой-никел, калай, сребро или понякога злато-направо върху повърхността. Хората обикновено правят това с медни или стоманени мивки, а понякога и с алуминий, въпреки че това изисква специален подкосъм. Голямата причина за обшивката? Защита от корозия. Например, поставянето на никел или калай върху медта предотвратява окисляването и корозията, което помага на радиатора да продължи да работи добре във влажна или трудна среда. По принцип металното покритие действа като щит, като предпазва въздуха и влагата и прави частта по-дълготрайна.
Покритите слоеве, за разлика от анодизираните, все още провеждат топлина и електричество. Безелектрическото никелиране се откроява, защото е устойчиво на корозия и все още провежда топлина. Никеловият слой има топлопроводимост с около 90 W/m·K-по-ниска от медта (около 400 W/m·K) или алуминия (около 200 W/m·K)-но все още върши работата. Един експерт в индустрията дори казва, че „безелектрическият никел е най-доброто покритие, ако искате максимален пренос на топлина“ и че никелирането остава проводимо, както топлинно, така и електрически. Сребърното покритие е дори по-високо (около 429 W/m·K) и се проявява в оборудване с изключително висока-производителност, въпреки че потъмнява с времето. Златното покритие (318 W/m·K) обикновено се използва в аерокосмически или радиочестотни приложения, където стабилността е от най-голямо значение.
Повечето покрития са с дебелина само няколко микрона, така че едва добавят термична устойчивост. За никела допълнителното съпротивление е около 0,2 K·cm²/W-толкова малко, че няма значение за повечето дизайни. За разлика от боята, металното покритие почти не изолира, тъй като самият метал пренася топлината добре. Все пак покритието не е евтино. Цената зависи от метала: калайът и никелът не са лоши, но среброто и златото могат да станат скъпи бързо. Освен това покриването на алуминий не е лесно-имате нужда от допълнителни стъпки за почистване или специален основен слой, което допълнително усложнява работата.
В крайна сметка: радиаторите с покритие ви осигуряват солидна устойчивост на корозия, без да нарушават топлопроводимостта. Това е особено често срещано за медни мивки (тъй като медта обича да корозира) и навсякъде, където искате лъскаво, чисто покритие, като конектори. Компромисите-? По-висока цена и понякога проблеми с галванична корозия-като например, ако тънък никел върху алуминий бъде надраскан. Но за задачи с висока-надеждност обикновено си заслужава. Добрата никелова или калаена плоча поддържа радиатора работещ за дълги разстояния.
Радиатори с различни видове покритие на повърхността
Покрития за радиатори: Естетични и изолационни покрития
Покритията на радиатора обикновено означават бои, прахови покрития или полимерни филми, които се нанасят след направата на радиатора. Тези слоеве са много по-дебели от анодирането-мисля 30 до 100 микрона-и честно казано, те са там, за да защитят детайла или да го направят да изглежда добре, а не да му помогнат да се охлади по-добре. Всъщност покритието се превръща в истинска топлинна преграда. Един дизайнер на радиатори го каза направо: „Не рисувайте радиатори“. Боята оставя тънък изолационен филм, който забавя преноса на топлина. Дори матово черно палто, което някои хора смятат, че може да помогне, всъщност намалява ефективността малко. Неговата ниска топлопроводимост и дебелина просто пречат.
Сега има обрат. Покритията увеличават повърхностната излъчвателна способност. Доброто черно покритие може да има коефициент на излъчване между 0,4 и 0,8, много по-добър от лъскавия метал. Така че, да, боядисаният радиатор излъчва топлина по-ефективно. Но тук е уловката: това усилване рядко компенсира факта, че покритието блокира топлинния поток от самия метал. Данните от ProtoLabs показват, че праховите покрития могат да намалят топлинната ефективност с 20 до 50 процента при високо{9}}мощни радиатори. Така че боядисаните мивки в крайна сметка се нагорещяват, особено когато нещата станат интензивни. Някои производители предлагат "термично разсейващи" бои, но както посочи един инженер, голият метал всъщност бие покрити части, когато температурната разлика не е голяма.
Има друг тип покрития-конверсионни покрития като хромат или фосфат. Това са различни истории. Те са супер тънки, само части от микрона и се свързват точно с метала. Те почти не докосват преноса на топлина, но помагат на боята да залепне и добавят малко защита от корозия.
В крайна сметка: хората използват полимерни покрития върху радиаторите за външен вид или електрическа изолация, а не за по-добро охлаждане. Те правят частта да изглежда остра и помагат да се избегнат драскотини или електрически къси съединения, но винаги има малък удар върху топлинните характеристики. При LED осветителни тела с ниска-мощност или потребителски джаджи, където външният вид има значение, черно или бяло прахово покритие обикновено е подходящо. Но когато става въпрос за високо-производителни неща, инженерите избягват дебелата боя върху критичните радиатори.
Сравнение на производителност и ефективност
И така, как тези лечения всъщност се подреждат, когато става въпрос за премахване на топлината? Наистина се свежда до начина, по който охлаждате нещата. Ако разчитате на пасивно охлаждане-без вентилатори, само добър стар естествен въздушен поток-увеличаването на излъчването прави голяма разлика. Там блестят черните анодиращи или специални покрития, буквално и преносно. Те позволяват на радиатора да изхвърли повече топлина чрез радиация. Вземете малък пасивен радиатор: ако го анодизирате в черно, можете да понижите температурата му с 10–20%, просто като го оставите да излъчва по-добре.
Но след като поставите вентилатор и превключите на принудително-въздушно охлаждане, конвекцията поема връх. Изведнъж това фантастично високо-емисионно покритие помага само малко-само няколко процента подобрение, нищо драматично.
Сега, какво ще кажете за покритите метали? Никелираните-мивки, например, все още провеждат топлина почти толкова добре, колкото чистият алуминий. Един инженер дори го каза доста направо: анодизираните покрития просто не пренасят топлината толкова ефективно, колкото металното покритие. Въпреки това тънък анодизиран слой-с дебелина само няколко микрона-всъщност не пречи на проводимостта. По-голямата картина: анодизираните или боядисаните радиатори са за излъчване на топлина, докато покритите се фокусират върху нейното провеждане и устойчивост на корозия.
За да обобщим: черните анодизирани мивки са шампиони в излъчването на топлина-понякога до 8–10 пъти по-добре от чистия метал. Покритието, от друга страна, поддържа повърхността също толкова проводима, колкото и необработения метал. Повечето дизайнери виждат анодирането като най-добрия избор за пасивно охлаждане. Но ако се притеснявате от ръжда или дълготрайно-износване, покритието е водещо. При системи с вентилатори или смесено охлаждане разликите намаляват. Всъщност, с вентилатор-охлаждани мивки, плътната черна боя може да понижи температурите само с няколко градуса в сравнение с чистия алуминий. Никелиране? Едва ще забележите промяна на температурата изобщо.
Устойчивост на корозия и издръжливост
Защитата на повърхностите на радиатора от корозия наистина има значение. Вземете например анодизирането-то изгражда здрав, подобен на керамика-слой точно върху алуминия. Този слой предпазва от въздух и химикали, така че анодизираните мивки издържат на влажни или солени условия много по-добре от чистия метал. Покритието също работи. Само тънък слой никел или калай върху мед може да спре окисляването и да помогне на радиатора да продължи да върши работата си години наред. Представете си никелирана-медна мивка, разположена на влажно място; той все още ще изглежда и ще работи като нов дълго след като един без покритие започне да се спуска.
Боите и праховите покрития помагат, като покриват метала, но те са толкова добри, колкото и повърхността им. Ако се надраскат или олющят, корозията се промъква. Тънките химически покрития като хромати или фосфати добавят още един защитен слой, често преди прахово боядисване, за да подкрепят защитата. Що се отнася до това колко добре работят тези покрития-анодизираният алуминий почти винаги получава най-високи оценки за устойчивост на корозия, а никелирането също има високи резултати. Голият алуминий започва бързо да образува оксид, а медта потъмнява за нула време.
Ето защо ще намерите анодиране или покритие на повечето радиатори, използвани навън или в тежки промишлени среди. И двата метода вършат чудесна работа за блокиране на кислорода и влагата, така че радиаторът издържа по-дълго. Най-добрият избор зависи само от метала, с който работите, и къде ще се използва мивката.
Съображения за разходите
Цената винаги има значение. През повечето време анодирането е по-евтиният начин за алуминиеви радиатори, особено ако правите голяма партида. Това е солиден, надежден процес за всичко, екструдирано или машинно изработено от алуминий. Покритието, от друга страна, може да бъде навсякъде по картата по отношение на цената-. Калайът и стандартният никел не са много лоши, но щом започнете да говорите за сребърно или златно покритие, сметката скача бързо. И когато попаднете на специализирани покрития-керамични бои, плътни полимери-вие не плащате само за материалите. Освен това плащате за допълнителна работа като втвърдяване и маскиране, което изяжда време и пари.
Разходите се изместват в зависимост от това колко дебело е покритието и от каква подготовка се нуждае частта. Твърдото анодиране, което ви осигурява по-добра устойчивост на износване, струва повече от обикновения вид. Праховото боядисване изглежда евтино за част, но ще отделите повече време за довършване на парчетата. Наистина, анодизирането е много приятно: достъпно е и върши работата. Покритието или луксозните покрития имат смисъл само ако имате нужда от нещо специално-като особен външен вид или свойство, което анодизирането не може да ви даде. Да кажем, че имате нужда от шахта за провеждане на електричество-тогава трябва да я облицовате и цената става по-малко проблемна.
В крайна сметка: повечето дизайнери избират анодиране за алуминиеви радиатори, защото работи добре и не разбива банката. Ако имате нужда от специфични екстри, като метално покритие или определен цвят, тогава може да си струва да платите повече за покритие или специално покритие. Просто се уверете, че допълнителната производителност или стил действително си струва цената. Обикновеният анодизиран радиатор често ви дава по-голяма стойност от скъпия покрит с почти никаква разлика в топлинните характеристики.
PowerWinxе водещ доставчик на високо{0}}производителни радиатори и компоненти за управление на топлината. Ние предлагаме широка гама радиатори с усъвършенствани повърхностни обработки, от черни-анодизирани алуминиеви мивки, които усилват радиационното охлаждане, до устойчиви на корозия-никелирани-медни дизайни. Като доставя мивки с най-новите опции за анодиране, покритие и покритие, PowerWinx помага на дизайнерите на електроника да поддържат своите устройства хладни и надеждни.
