• سي بي بي جيه

لماذا نستخدم الألومنيوم بدلاً من النحاس في المبددات الحرارية؟

تشمل الخصائص الحرارية لرغوة المعدن نقطة الانصهار والحرارة النوعية ومعامل التمدد الحراري والتوصيل الحراري والانتشار الحراري والإشعاع الحراري ومقاومة الصدمات الحرارية، بعضها مماثل للمادة المصفوفة، بينما يرتبط البعض الآخر بالمسامية، ويرتبط نوع المسام وحجم المسام ارتباطًا وثيقًا.
المواد ذات الموصلية الحرارية الجيدة تميل إلى امتصاص الحرارة وتبديدها بسرعة. إذا تطلبت بعض الأنظمة امتصاصًا أو تبديدًا كبيرًا للحرارة أثناء الاستخدام، فيتم اختيار المواد ذات الموصلية الحرارية الجيدة. وفقًا لتصنيف الموصلية الحرارية للمعادن النقية، تُصنف الفضة والنحاس والألمنيوم والتنغستن والمغنيسيوم ومواد أخرى، بينما تكون الموصلية الحرارية للسبائك أسوأ بشكل عام. يُلاحظ أن الموصلية الحرارية لمشتتات الحرارة النحاسية هي الأفضل بين المعادن الصناعية.

رغوة النحاس

إذن لماذا يتم تصنيع أحواض الحرارة في الغالب من الألومنيوم بدلاً من النحاس؟
من الصحيح أيضًا أن النحاس موصل جيد للحرارة نظرًا لامتلاكه موصلية حرارية أعلى بكثير من الألومنيوم. إلا أن قدرة المبرد على تبديد الحرارة لا تعتمد فقط على الموصلية الحرارية للمادة، بل تعتمد أيضًا على مساحة تبديد الحرارة، وشكل المبرد، وظروف تدفق الهواء.
مهما كانت السعة الحرارية النوعية للنحاس صغيرة، يجب أن تكون أقل، فترتفع درجة حرارته أسرع، ويسهل تبديد الحرارة. مع ذلك، كثافة النحاس تساوي 3.3 أضعاف كثافة الألومنيوم. المشعاع ناتج عن حجمه، ولا يمكن تكبيره إلى ما لا نهاية. عندها، يكون وزن النحاس أكبر لنفس الحجم.
تحت العديد من العوامل، تكون تكلفة مشعات النحاس في كثير من الأحيان أكثر من 400٪ أكثر من تكلفة مشعات الألومنيوم، ولكن من حيث السعر، لا يمكن للسوق قبول مشعات النحاس التي يبلغ سعرها 4 أضعاف.
فهل هناك أي مادة يمكن أن يكون لها الموصلية الحرارية مثل النحاس، ولكن الحجم والوزن مماثلان للألمنيوم؟
قد يكون النحاس الرغوي مادة جديدة جديرة بالاهتمام، إذ يتميز بالعديد من المسام المتصلة وغير المتصلة الموزعة بالتساوي في مصفوفة النحاس. يتميز النحاس الرغوي بموصلية كهربائية جيدة وقابلية للسحب، وتكلفة تحضير منخفضة وموصلية كهربائية جيدة.


وقت النشر: ١٨ أكتوبر ٢٠٢٢