1. Wybór materiału: Bilans między wysoką przewodnością cieplną a odpornością na ciepło
1.1 Materiał ze stopu aluminium
Stop aluminium stał się wspólnym materiałem dla powłok mikro silnika ze względu na dobrą przewodność cieplną, lekką wagę, odporność na korozję i łatwe przetwarzanie. W szczególności niektóre określone typy stopów aluminium, takie jak stop aluminium 6061-T6, mają współczynnik przewodności cieplnej do około 200 W/mk, co jest znacznie wyższe niż zwykła stal. Może bardziej skutecznie przeprowadzać ciepło wytwarzane wewnątrz silnika do powierzchni skorupy, a następnie rozproszyć go przez konwekcję powietrza lub promieniowanie.
1.2 Materiał miedziany
Miedź ma lepszą przewodność cieplną, a jej przewodność cieplna może osiągnąć ponad 400 W/mk, co jest ponad dwukrotnie niż aluminium. Jednak miedź jest droższa, ma wysoką gęstość i jest trudna do przetworzenia, więc rzadko jest stosowana sama w powładzie mikro silnika. Można jednak uznać za stosowanie miedzianych wkładek lub powłok w niektórych kluczowych częściach rozpraszania ciepła w celu poprawy lokalnej wydajności rozpraszania ciepła.
1,3 Wysokie tworzywa utworu termicznego
Wraz z rozwojem materiałów materiałowych pojawiły się również niektóre plasterze o wysokiej przewodności cieplnej. Te tworzywa sztuczne poprawiają ich przewodność cieplną, dodając wypełniacze przewodzące termicznie (takie jak grafit, włókno węglowe itp.). Chociaż ich współczynnik przewodności cieplnej jest nadal niższy niż w przypadku materiałów metali, mają one zalety lekkiej, dobrej izolacji oraz łatwego przetwarzania i formowania. Mogą być stosowane jako alternatywa w niektórych mikro silnikach wymagających wagi i izolacji.
2. Obróbka materiału: poprawa przewodności cieplnej i siły mechanicznej
2.1 Obróbka powierzchniowa
Przetwarzanie powierzchni metalowych skorup, takich jak anodowanie, piaskownica, galwaniczne itp., Może nie tylko poprawić odporność na korozję i estetykę mikro silnika, ale także w pewnym stopniu poprawić jego przewodność cieplną. W szczególności anodowanie może tworzyć gęstą warstwę tlenku aluminium na metalowej powierzchni. Film ten ma nie tylko dobrą izolację, ale także zwiększa obszar kontaktu z powietrzem poprzez mikroporowatą strukturę, poprawiając w ten sposób wydajność rozpraszania ciepła.
2.2 Obróbka cieplna
Obróbka cieplna metalowych skorup, takich jak wygaszanie i temperowanie, może dostosować swoją wewnętrzną strukturę, poprawić twardość i odporność na zużycie, a także pomóc poprawić jego przewodność cieplną. Należy jednak zauważyć, że proces obróbki cieplnej może mieć pewien wpływ na dokładność wymiarową i stabilność kształtu skorupy, więc należy go ściśle kontrolować podczas przetwarzania.
Iii. Kombinacja materiału: osiągnięcie wielofunkcyjności i poprawy wydajności rozpraszania ciepła
3.1 Metal-Plastic Composite Materials
Połączenie metalu i plastiku może w pełni wykorzystać zalety obu. Na przykład warstwa o wysokiej przewodności cieplnej jest wstrzykiwana na metalową powłokę, która może nie tylko utrzymać wysoką przewodność cieplną metalu, ale także wykorzystywać lekką, izolację i łatwe przetwarzanie plastiku. Ta złożona powłoka ma dobrą perspektywę aplikacji w mikro silników.
3.2 Materiały kompozytowe wielowarstwowe
Dzięki wielowarstwowym technologii kompozytowej różne materiały są nałożone w określonej proporcji i porządku, tworząc skorupę o doskonałej wydajności rozpraszania ciepła i wytrzymałości mechanicznej. Na przykład warstwa metalowa o wysokiej przewodności cieplnej można spotęgować z warstwą ceramiczną o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej w celu poprawy stabilności termicznej i wydajności rozpraszania ciepła skorupy. Należy jednak zauważyć, że koszt przetwarzania wielowarstwowych materiałów kompozytowych jest wysoka, a dokładność przetwarzania i wymagania procesowe są również wysokie.
Iv. Środki ostrożności dotyczące wyboru i optymalizacji materiałów
4.1 Rozważania dotyczące kosztów
Podczas wybierania i optymalizacji materiału powłoki należy w pełni rozważyć współczynnik kosztów. Chociaż materiały metalowe o wysokiej przewodności cieplnej mają dobre efekty rozpraszania ciepła, są drogie; Podczas gdy materiały z tworzywa sztucznego mają niskie koszty, ale ich przewodność cieplna jest ograniczona. Dlatego konieczne jest kompleksowe rozważenie opłacalności przy jednoczesnym zapewnieniu wydajności rozpraszania ciepła.
4.2 Rozważania dotyczące przetwarzania
Różne materiały mają różne trudności w przetwarzaniu i koszty przetwarzania. Na przykład stopy aluminium są łatwe do przetworzenia i tworzenia, ale są podatne na burr i deformację podczas cięcia; Materiały miedziane są trudne do przetworzenia ze względu na ich wysoką twardość. Dlatego przy wyborze materiałów należy w pełni rozważyć ich koszty wydajności i przetwarzania.
4.3 Rozważania zgodności
Wybierając materiał skorupy, konieczne jest również rozważenie jego kompatybilności z innymi komponentami wewnątrz silnika skorupy mikro silnika. Na przykład metalowa powłoka może wpływać na pole elektromagnetyczne wewnątrz silnika; podczas gdy plastikowa skorupa musi rozważyć, czy jego wydajność izolacji i odporność na temperaturę są zgodne z wymaganiami motorycznymi.
