알루미늄 압출 열전도도 비교?
일부 알루미늄 압출 제품은 과열되어 조명, 전자기기 또는 냉각 시스템의 고장을 유발합니다. 이는 종종 부적절한 합금 또는 형상 선택으로 인한 것입니다.
알루미늄 압출물의 열전도율은 합금 종류, 프로파일 형상, 표면 처리 및 생산 품질에 따라 달라집니다. 적절한 조합을 선택하면 열 방출 성능이 향상됩니다.
합금 전도도, 프로파일 영향, 시험 방법 및 표면 처리 효과가 열 성능에 미치는 영향을 비교해 보자.
어떤 합금이 가장 높은 열전도율을 나타내나요?
알루미늄은 자연적으로 우수한 열전도체이지만, 모든 합금이 동일한 특성을 보이는 것은 아닙니다. 합금 원소는 전도도를 크게 변화시킵니다.
1000계 및 6000계 합금, 특히 1050, 6063, 3003은 고강도 7000계 또는 2000계 합금보다 열전도율이 높습니다.
일반 압출 합금의 열전도율
| 합금 | 표준 전도도 (W/m·K) | 설명 |
|---|---|---|
| 1050 | ~237 | 거의 순수한 알루미늄 |
| 6063-T5/T6 | ~200–218 | 방열판에 대한 탁월한 균형 |
| 3003 | ~190–210 | HVAC 분야에서 흔히 사용됨 |
| 6061-T6 | ~150–170 | 강한, 중간 전도성 |
| 7075-T6 | ~130–150 | 고강도, 낮은 전도도 |
합금 원소(실리콘, 마그네슘, 구리 등)가 적을수록 산란되는 전자가 적어 열전도율이 향상됩니다. 이 때문에 LED 하우징이나 전자제품에는 6063 합금이 선호됩니다.
6063 알루미늄은 6061 알루미늄보다 열전도율이 더 높습니다.True
6063은 합금 원소가 적어 자유 전자 이동이 더 용이하고 전도도가 높습니다.
7000 시리즈 합금은 압출 제품의 열전도성 측면에서 항상 최상의 선택입니다.False
7000 시리즈 합금은 강도를 우선시하며 일반적으로 6000 시리즈나 1000 시리즈보다 낮은 전도도를 제공합니다.
프로파일 형상이 열 흐름에 어떤 영향을 미치나요?
열전도는 단순히 재료의 문제가 아닙니다. 압출물의 형상이 열이 얼마나 빠르고 균일하게 이동하는지를 결정합니다.
표면적이 넓거나, 얇은 핀을 갖거나, 내부 채널이 있는 프로파일은 공기 흐름과 접촉 면적을 증가시켜 더 나은 열 방출을 가능하게 합니다.
형상이 열 성능에 미치는 영향
- 얇은 지느러미 표면적을 증가시키고 공기 이동을 가능하게 합니다.
- 빈 공간 유체 흐름과 균일한 열 분배를 돕습니다.
- 넓고 평평한 받침대 장치 전반에 열을 분산시킵니다.
- 일정한 벽 두께 핫스팟이나 불균일한 흐름을 방지합니다.
예를 들어, 강제 공기 흐름 하에서 6061 알루미늄으로 만든 단단한 사각 막대는 질량이 비슷함에도 불구하고 6063 알루미늄으로 만든 핀이 달린 방열판보다 열전도율이 낮습니다. 왜일까요? 핀이 대류를 가속시키기 때문입니다.
디자인 팁:
공기 흐름 경로가 있는 대칭형 설계를 사용하고 핀 간 충분한 간격을 확보하십시오. 유체 냉각을 사용할 경우 내부 채널이 성능을 두 배로 높일 수 있습니다.
재료가 동일하더라도 프로파일 설계는 방열에 영향을 미칩니다.True
핀형 또는 중공형 설계는 열을 공기나 유체로 전달하는 능력을 향상시켜 합금을 변경하지 않아도 성능을 개선합니다.
압출 공급업체 간에 시험이 표준화되어 있습니까?
모든 압출 공급업체가 열전도도 테스트를 수행하는 것은 아니며, 특히 부품이 일반적인 구조적 용도로 사용될 때는 더욱 그렇습니다.
열전도도 시험은 공급업체 간에 완전히 표준화되어 있지 않습니다. 많은 업체들이 공개된 합금 데이터나 고객별 시험 요청에 의존하고 있습니다.
대부분의 생산자는 합금 데이터 시트를 사용하고 인증을 통해 적절한 화학 성분을 보장하지만:
- 배치당 열전도율 시험을 실시하는 경우는 드물다
- 일부 완제품의 열 저항을 테스트합니다
- 열 부품이 필요한 고객은 시험 조건을 명시해야 합니다.
압출 프로파일의 열적 시험에 대해 전 세계적으로 시행되는 ASTM 또는 ISO 표준은 없으나, 다음과 같은 방법들이 있습니다: ASTM E1952 또는 ISO 22007 연구 개발 또는 고성능 응용 분야에 사용됩니다.
테스트는 언제 필요한가?
- LED 방열판
- 액체 냉각식 구조 프로파일
- 자동차 배터리 하우징
- HVAC 코일 핀
압출품이 열을 안정적으로 전달해야 하는 경우, 하중 하에서의 샘플 테스트 또는 시뮬레이션을 요청하십시오.
모든 알루미늄 압출 제품에 대해 열전도도는 정기적으로 시험됩니다.False
고객이 명시하지 않는 한, 대부분의 공급업체는 각 배치마다 시험하지 않고 알려진 합금 값에 의존합니다.
열적 요구 사항이 있는 고객은 공급업체에 특정 시험 보고서 또는 시뮬레이션을 요청해야 합니다.True
모든 압출 제품은 전도도 테스트를 거치지 않으므로, 열에 민감한 응용 분야에서는 추가적인 검증이 필요합니다.
표면 처리가 전도도 수준을 낮출 수 있습니까?
좋은 합금과 훌륭한 형상도 열이 표면에 갇히면 성능이 저하될 수 있다.
예, 양극 산화 처리, 도장 또는 분체 도장과 같은 코팅은 표면의 열전도율을 감소시킵니다. 코팅이 두꺼울수록 내열성이 높아집니다.
양극 산화 처리된 알루미늄은 경도가 높은 알루미나 층(Al₂O₃)을 가지며, 전도도는 매우 낮습니다. 25–30 W/m·K. 알루미늄과 비교해 보라. ~200+ W/m·K. 양극 산화 처리는 부식과 마모로부터 보호하는 동시에 열적으로 절연합니다.
표면 처리가 열 흐름에 미치는 영향
| 표면 처리 | 열 효과 |
|---|---|
| 없음 (알루미늄 노출) | 최상의 전도 |
| 얇은 양극 산화 처리 | 약간의 감소 |
| 두꺼운 양극 산화 처리 | 중간 정도의 감소 |
| 파우더 코팅 | 대폭 감소 |
| 도장된 표면 | 중간에서 높은 영향력 |
비중요 부품의 경우 양극 산화 처리가 적합합니다. 그러나 열 집중 장치(예: LED 냉각판)의 경우, 가공되지 않은 상태나 가벼운 마감 처리된 표면이 더 우수한 성능을 발휘합니다.
디자이너들은 종종 균형을 맞춘다: 열 접촉이 없는 영역만 양극 산화 처리하거나, 더 나은 복사율을 가진 흑색 산화 피막 같은 전도성 표면 코팅을 사용한다.
알루미늄의 양극 산화 처리는 내식성을 높이지만 표면 열전도율을 감소시킵니다.True
양극 산화 처리된 층은 알루미늄 본체보다 전도도가 낮은 세라믹으로, 절연체 역할을 합니다.
분체 도장은 알루미늄 압출물의 열전도율을 향상시킵니다.False
분체 도장은 열 흐름을 저항하는 두꺼운 폴리머 층을 형성하여 표면의 유효 전도도를 감소시킵니다.
결론
열 기능성 알루미늄 압출물을 설계할 때는 6063이나 3003과 같은 고전도성 합금을 선택하고, 공기 흐름을 고려해 형상을 설계하며, 두꺼운 코팅을 피하고, 열전달이 중요한 경우 테스트를 요청하십시오. 표면 처리나 형상이 열 이동을 방해하면 최고의 금속도 실패합니다. 올바른 설계와 합금을 사용하면 압출물은 전자기기, 조명, 전기차 등에서 효율적이고 안정적으로 열을 방출할 수 있습니다.
