Ki jan yo asire konduktiviti tèmik nan materyèl enprime metal?

一, Sistèm materyèl: limit siperyè konduktiviti tèmik yo detèmine pa kalite intrinsèques
Estrikti atomik la ak pwopriyete mouvman elektwonik nan materyèl metal detèmine konduktiviti tèmik yo. Silver (Ag) ak kwiv (Cu) yo se de metal yo ki pi tèmik pi bon kalite, tandiske aliminyòm (AL) te pran popilarite nan sektè a avyon paske nan nati ki lejè li yo. Alloying te parèt kòm yon estrateji kritik amelyore pèfòmans an jeneral paske li se difisil pou yon metal sèl satisfè demand yo nan sikonstans konplike.
1. Alloys ki baze sou kwiv: frape yon balans ant fòs ak bon konduktiviti chalè
Adisyon nan CR2NB ranfòsman faz lav nan NASA a - devlope GRCOP - 42 (Cu-4CR-2NB) ak GRCOP-84 (CU-8CR-4NB) COPPER COPPORS COMPORESS Ogmante fòs rupture yo nan plis pase 400mpa pandan y ap konsève yo. Nan konparezon a alyaj kwiv konvansyonèl yo, done eksperimantal endike ke GRCOP-42 pwodwi lè l sèvi avèk lazè poud kabann lan k ap fonn (L-PBF) pwosesis gen yon ogmantasyon 15% nan konduktiviti tèmik ak ka kenbe siksè akademik ki estab konduktiviti tèmik nan tanperati ki genyen ant 500 ak 800 degre. Benefis prensipal yo nan materyèl sa a, ki te itilize anpil nan motè rejenerasyon motè fize 'ki degaje konbisyon chanm yo, yo se:
Kontwòl nan microstructure a: L - PBF a segondè pwosesis refwadisman (10 ⁴ -10 ⁶ K/s) diminye simaye mouvman elèktron pa raffinage gwosè faz CR2NB a nan nivo nanoskal;
Inifòmite nan konpozisyon: Pa anpeche varyasyon konduktiviti tèmik ki te pote sou pa segregasyon lokal yo, teknoloji gaz poud atomizasyon garanti distribisyon an inifòm nan CR ak eleman NB nan matris la kwiv.
2.Alloys ki baze sou aliminyòm: konbinezon an nan konduktiviti tèmik ak lejè
Alloy ki pi lajman itilize aliminyòm nan enprime 3D se ALSI10MG, ki gen yon konduktiviti chalè nan apeprè 120W/(M · K). Avantaj dansite li yo nan 2.7g/cm³ fè li yon materyèl pafè pou nouvo enèji machin batri pake radyatè ak satelit sistèm jesyon tèmik. Estrateji sa yo ka itilize pou maksimize konduktiviti tèmik nan eleman ALSI10MG manifaktire lè l sèvi avèk lazè selektif lazè (SLM) pwosesis la:
Kontwòl nan gwosè patikil poud: lè l sèvi avèk yon poud amann nan 15-45 μm ka ogmante konduktiviti chalè pa 10%, diminye porositë, ak amelyore koule pisin fonn;
Pwosedi tretman chalè: nanoskal SI faz ka presipite pa T6 solisyon solid plis aje tretman, amelyore dite ak estabilize konduktiviti tèmik nan 115-125W/(M · K) ranje a.
2, paramèt nan pwosesis la: kontwòl sou konduktiviti tèmik pa microstructure
Anplis de materyèl nan tèt li, pwofondè nan paramèt pwosesis tou afekte konduktiviti nan chalè nan enprime metal 3D. Pa chanje fòm lan nan pisin lan fonn, to refwadisman, ak rezidyèl distribisyon estrès, varyab tankou pouvwa lazè, vitès analysis, ak epesè kouch, pou egzanp, dirèkteman afekte konduktiviti tèmik eleman nan nan pwosesis L - PBF la.
1. Optimizasyon nan paramèt lazè: estabilite nan pisin lan fonn ak chemen an konduktivite tèmik yo balanse.
Syantis NASA dekouvri lè enprime GRCOP-42 alyaj kwiv ki:
Pouvwa yon lazè: lajè pisin fonn lan ap grandi pa 20% lè se pouvwa a leve soti vivan nan 200W a 300W. Nan lòt men an, si se enèji twòp aplike, eleman kwiv ka evapore, kreye micropores ak bese konduktiviti chalè pa 8%;
Scanning speed: increasing the speed from 800 mm/s to 1200 mm/s results in a 15% increase in interlayer bonding strength, a refinement of the Cr2Nb phase size to less than 50 nm, and a 12% increase in thermal conductivity. The cooling rate also increases from 10 ⁵ K/s to 10 ⁶ K/s. A 20% reduction in equivalent thermal conductivity can occur from overly thick layer thicknesses (>100 μ m), ki ka antrave pasaj chalè ant kouch.
2. Enprime multimeryal: jesyon egzat nan konduktiviti tèmik nan entèraksyon an
Youn nan obstak prensipal yo lè enprime asye kwiv konpozan materyèl doub se konduktiviti tèmik nan koòdone la. Etid revele ke:
Entèfas paramèt konsepsyon: difizyon tèmik la nan asye - koòdone kwiv ka ogmante pa 50% pa chanje dansite a enèji lazè soti nan 50J/mm³ a 80j/mm³. Granmoun aje tretman chalè: aje tretman nan 520 degre pou yon èdtan ka retire nenpòt ki estrès ki rete nan koòdone a ak plis ogmante difuzivite a tèmik pa 30%, yo pote l 'pi pre 80% nan materyèl kwiv pi.
3, konsepsyon estriktirèl: Optimize topoloji a degaje potansyèl la pou konduktiviti tèmik
Benefis prensipal la nan enprime 3D se kapasite li nan kreye estrikti konplike ki enposib yo pwodwi lè l sèvi avèk metòd konvansyonèl yo. Ka eleman efikasite konduktivite tèmik anpil ogmante lè l sèvi avèk konsepsyon biomimetik ak topoloji metòd optimize.
1. Biomimetik estrikti lasi: ogmante efikasite dissipation chalè ak zòn sifas espesifik
Ka zòn nan dissipation chalè nan lavabo chalè ki ap dirije ap ogmante pa 300% pa anplwaye yon estrikti oktaedrik lasi, ak rezistans a tèmik ka diminye pa 40% pa optimize dyamèt la baton lasi (ki soti nan 0.5mm 0.3mm). Dapre done eksperimantal, yon alsi10mg - enprime koule chalè koule ka trip validite a nan yon dirije nan yon pouvwa nan 10W ak bese tanperati junction li yo soti nan 120 degre a 85 degre.
2. Random Refwadisman Chèn: Atenn dirije koule koule koule
Yon dyamèt dyamèt 0.8mm kanal dlo refwadisman ka fèt lè l sèvi avèk teknoloji enprime 3D nan fabrike mwazi piki, amelyore inifòmite tanperati mwazi pa 50% ak koupe sou tan refwadisman pa 40%. Sèvi ak mwazi nan eksepsyonèl otomobil kòm yon egzanp, ka tan an sik ka koupe soti nan 60 segonn a 35 segonn ak pri a nan pwodiksyon pou chak moso ka diminye pa 0.8 Yuan pa optimize aranjman nan kanal refwadisman.
4, Post - Processing: Retire defo ak lage potansyèl konduktiviti tèmik
Se konduktiviti nan chalè nan 3D eleman enprime anpil enfliyanse pa porositë entèn yo ak brutality sifas yo. Sèvi ak alyaj kwiv Grcop-42 la kòm yon ilistrasyon:
Tretman ak cho isostatic peze (anch): porosite ka redwi soti nan 0.5% a 0.02% ak konduktiviti tèmik ogmante pa 8% apre de zè de tan nan tretman nan 120 MPa ak 500 degre. Chimik polisaj: brutality sifas diminye soti nan RA10 μm RA0.8 μm ak kontak rezistans tèmik diminye pa 60% apre polisaj ak yon asid nitrik asid idrofluorik solisyon melanje.