用于LED的塑料散熱器(圖)
上傳人:茅于海 上傳時間: 2010-11-09 瀏覽次數: 857 |
最近塑料散熱器也引起人們的注意。按理導熱性能好的材料通常都是導電性能好的材料,反過來導電性能差的塑料,其導熱性能一定也差。這是必然的。所以顯然金屬要比塑料的導熱性好。實際上也是如此。那么,是不是塑料就一定不能用來做散熱器呢?并不如此!
最近國際上研發出了多種導熱塑料,其材料大多為以工程塑料和通用塑料為基材,如PP、ABS、PC、PA、LCP、PPS、PEEK等。然后在塑料中填充某些金屬氧化物粉末、碳、纖維或陶瓷粉末而成。例如將聚苯硫醚(PPS)與大顆粒氧化鎂(40~325目)相混合就可以制成一種絕緣形的導熱塑料。其典型的熱傳導率范圍為1-20 W/m-K,某些品級可以達到 100 W/m-K。這一數值大約是傳統塑料的5-100 倍,一般塑料的熱傳導率只有0.2 W/m-K。不過如果為了得到高導熱率而添加過多的金屬粉末,就會變成具有導電性。以致無法在某些場合應用。美國Coolploy公司的一些導熱塑料的性能如下。
E4505 (PC ): 導熱系數 10w/mk 導熱導電應用:外殼和輻射器
D5108 (PPS): 導熱系數 10w/mk 導熱絕緣應用:板子/芯片
D5506 (LCP): 導熱系數 10w/mk 導熱絕緣應用:板子/芯片
D8102 (TPE): 導熱系數 3w/mk 導熱絕緣應用:界面
E5101 (PPS): 導熱系數 20w/mk 導熱導電應用:散熱器。
那么為什么導熱塑料還可以做成散熱器呢?它的散熱性能能和傳統的鋁散熱器比美嗎?完全可以,甚至更好!你能相信嗎?
我們知道,任何散熱器,除了要能快速地把熱量從發熱源傳導出到散熱器的表面,最后還是要靠對流和輻射把熱量散到空氣中。導熱系數高,只解決了傳熱快的問題,而散熱則主要由散熱面積、形狀、自然對流和熱輻射的能力決定,這些幾乎和材料的導熱性無關。所以只要有一定的熱傳導能力,塑料散熱器照樣可以成為良好的散熱器!
一般來說,如果熱量從熱源到散熱器表面的距離小于5mm,那么只要導熱系數大于5時,其散熱就是由對流主導的了,這時候傳導散熱就已經不起什么作用了。這可以從下面的曲線看出來。
圖1. 導熱系數和傳導對流散熱的關系
圖1中給出了導熱系數和傳導對流散熱的關系。圖中橫坐標是導熱系數,縱坐標是熱源和環境的溫差。各種顏色的曲線是熱源和散熱器表面的距離。如果距離小于5mm(綠色曲線),那么只要導熱系數大于5,其散熱能力就完全由對流決定了。溫差越小、距離越小,導熱系數就越不重要。
而且對于理想的好散熱器來說,大約7成的熱是靠對流散熱,而3成的熱是靠輻射散熱。
而導熱塑料的輻射散熱能力一點也不遜色。下面是各種材料的熱輻射系數。
所以可以說,如果兩個形狀完全相同的散熱器,一個是鋁做的,一個是導熱塑料做的,如果鋁做的散熱器沒有經過發黑處理,其散熱能力還比不上黑色導熱塑料做成的散熱器!因為二者的對流散熱是一樣的,而輻射散熱則以塑料的更好!
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