विश्लेषण किए गए एल्यूमीनियम प्लेटों की थर्मल चालकता

Q1: मिश्र धातु रचना एल्यूमीनियम प्लेटों की थर्मल चालकता को कैसे प्रभावित करती है?‌
‌A1:‌
एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में थर्मल चालकता 120-240 w/m · k (ASTM E1461) से मुख्य रूप से प्रभावित होती है:

‌सिलिकॉन सामग्री‌: 1% SI चालकता को कम कर देता है ~ 12% फोनन बिखरने के कारण

‌तांबे के परिवर्धन‌: 4% Cu (2024 मिश्र धातु) शुद्ध अल के लिए चालकता को 151 w/m · k vs . 237 तक कम कर देता है

‌मैग्नीशियम प्रभाव‌: 5% मिलीग्राम (5052 मिश्र धातु) एफसीसी जाली स्थिरता के माध्यम से 138 w/m · k को बनाए रखता है
उच्च-शुद्धता 1050 एल्यूमीनियम 229 w/m · k (99 .} 5% al) प्राप्त करता है, जबकि डाई-कास्ट A380 96 w/m · k को 8% si/cu . के कारण Wiedemann-franz कानून के कारण {} { एए मानक)।

Q2: क्या माप तकनीक एल्यूमीनियम प्लेटों के लिए सबसे सटीक थर्मल चालकता डेटा प्रदान करती है?‌
‌A2:‌
संबंधित सटीकता के साथ चार प्रमुख तरीके:

‌लेजर फ्लैश विश्लेषण (LFA)‌: ‌ 3% त्रुटि, डिफ्यूसिटी को मापता है () फिर λ=· · ρ · cp की गणना करता है

‌संरक्षित गर्म प्लेट (ASTM C177){1-6 के लिए ‌ 5% {25-300} डिग्री

‌क्षणिक विमान स्रोत (iso 22007-2)‌: ‌ 7% 10ms पल्स डिटेक्शन के साथ

‌3 विधि‌: पतली फिल्मों के लिए 2% 2%<100μm
नासा अंतरिक्ष यान एल्यूमीनियम खाल का परीक्षण करने के लिए पल्स शेपिंग एल्गोरिदम के साथ एलएफए का उपयोग करता है, ± 1 . को प्राप्त करता है -150 डिग्री के बीच 5% पुनरावृत्ति 300 डिग्री परिचालन सीमाओं के बीच।

‌Q3: एल्यूमीनियम प्लेटों में तापमान के साथ तापीय चालकता कैसे भिन्न होती है?‌
‌A3:‌
चालकता-तापमान निर्भरता तीन शासन का अनुसरण करती है:

‌क्रायोजेनिक (<100K)‌: λ चोटियों पर 20k (10, 000+ w/m · k 99.999% al के लिए) कम होने के कारण

‌कमरा अस्थायी (300K)‌: 200-220 w/m · k वाणिज्यिक शुद्धता के लिए

‌High temp (>500K)‌: 60-80 w/m · k के रूप में इलेक्ट्रॉन का मतलब है मुक्त पथ शॉर्टेंस
Callaway मॉडल इस वक्र के साथ सही भविष्यवाणी करता है<5% deviation when incorporating:

सीमा बिखरना

Umklapp प्रक्रियाएं (∝t³)

दोष बिखरना

‌Q4: क्या सतह उपचार एल्यूमीनियम प्लेटों में गर्मी अपव्यय को बढ़ाते हैं?‌
‌A4:‌
प्रभावी थर्मल प्रबंधन रणनीतियाँ:

‌एक प्रकार का होना‌: 25μm प्रकार III हार्डकोट 95% बल्क λ को बनाए रखते हुए उत्सर्जन ({=0.8 vs 0.04 नंगे अल) में सुधार करता है

‌ग्राफीन कोटिंग‌: 5NM लेयर्स इन-प्लेन चालकता को 5300 w/m · K (नैनो लेटर्स 2024) को बढ़ावा देते हैं

‌माइक्रोफिन सरणियाँ‌: 0.5 मिमी पंख प्रभावी सतह क्षेत्र 8x बढ़ाते हैं (ASME HTD -342 मान्य)

‌तरल धातु इंटरफेस‌: GA-IN-SN मिश्र धातु 0.01 K · CM-/W के संपर्क प्रतिरोध को कम करते हैं
SpaceX का स्टारशिप लेजर-बनावट 2219 एल्यूमीनियम का उपयोग 120μM माइक्रोकैविटीज के साथ करता है, पुन: प्रवेश के दौरान 40% तक विकिरण शीतलन में सुधार करता है .

‌Q5: क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास एल्यूमीनियम प्लेट निर्माण में थर्मल चालकता को कैसे प्रभावित करते हैं?‌
‌A5:‌
एकल क्रिस्टल एल्यूमीनियम 15% अनिसोट्रॉपी दिखाता है:

<111>दिशा: 247 w/m · k (इलेक्ट्रॉन का मतलब मुक्त पथ 420nm)

<100>दिशा: 231 w/m · k
लुढ़का हुआ प्लेटें मजबूत विकसित होती हैं<110>बनावट (90% अभिविन्यास घनत्व), कारण:

{{०}}% इन-प्लेन बनाम थ्रू-थिक-थिकनेस चालकता अंतर

Recrystallization annealing anisotropy को कम करता है<3%

ECAP प्रसंस्करण अल्ट्रा-फाइन अनाज (200nm) बनाता है λ को λ से 160 w/m · k से कम करता है
बोइंग की 7xxx सीरीज़ विंग स्किन्स ने वर्दी को प्राप्त करने के लिए बनावट-नियंत्रित रोलिंग को रोजगार दिया 195 ± 5 w/m · k चालकता सभी दिशाओं में .