অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির তাপ পরিবাহিতা কীভাবে উন্নত করা যায়?

অ্যালুমিনিয়ামের অভ্যন্তরীণ উচ্চ তাপ পরিবাহিতা তাপ-স্থানান্তর এবং তাপ-ব্যবস্থাপনা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এটির সবচেয়ে মূল্যবান বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি।.

বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম ~237 W/ এর তাপ পরিবাহিতা প্রদর্শন করে(এম · কে) 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড এ, কিন্তু বাণিজ্যিক alloys সাধারণত থেকে পরিসীমা 80 থেকে 200 W/(এম · কে) রচনা এবং প্রক্রিয়াকরণের উপর নির্ভর করে.

অ্যালুমিনিয়াম ধাতুগুলির তাপ পরিবাহিতা উন্নত করার জন্য চারটি মূল প্রভাবিত কারণের উপর ভিত্তি করে একটি লক্ষ্যযুক্ত পদ্ধতির প্রয়োজন: খাদ রচনা, তাপ চিকিত্সা, গলানোর অভ্যাস, এবং গঠন প্রক্রিয়া.

এই নিবন্ধটি পদ্ধতিগতভাবে প্রতিটি ফ্যাক্টরের পিছনের প্রক্রিয়াগুলি বিশ্লেষণ করে এবং তাপীয় কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য প্রমাণ-ভিত্তিক কৌশলগুলি প্রস্তাব করে, শিল্প প্রযোজ্যতা এবং প্রযুক্তিগত সম্ভাব্যতা উপর ফোকাস সঙ্গে.

1. খাদ রচনা অপ্টিমাইজ করা: তাপ পরিবাহিতা হ্রাস করা

অ্যালোয়িং উপাদানগুলি এর প্রাথমিক নির্ধারক অ্যালুমিনিয়াম খাদ এর তাপ পরিবাহিতা, যেহেতু তারা ইলেক্ট্রন এবং ফোনন পরিবহনে ব্যাঘাত ঘটায়- ধাতুতে তাপ স্থানান্তরের দুটি প্রধান প্রক্রিয়া.

প্রতিটি উপাদানের প্রভাব তার দ্রবণীয়তার উপর নির্ভর করে, রাসায়নিক বন্ধন, এবং গৌণ পর্যায়গুলির গঠন.

তাপ পরিবাহিতা বাড়ানোর জন্য, কম্পোজিশন অপ্টিমাইজেশানে ক্ষতিকারক উপাদানগুলি হ্রাস করা এবং কার্যকরী বৈশিষ্ট্যগুলির ভারসাম্যকে অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত (যেমন, শক্তি, জারা প্রতিরোধের) তাপ স্থানান্তর দক্ষতা সঙ্গে.

খাদ উপাদানের প্রভাবের প্রক্রিয়া

অ্যালুমিনিয়ামে তাপ পরিবাহিতা ইলেক্ট্রন গতিশীলতার দ্বারা প্রভাবিত হয়: জালির ত্রুটি, দ্রবণীয় পরমাণু, এবং গৌণ পর্যায়গুলি ইলেকট্রন ছড়িয়ে দেয়, তাপ প্রতিরোধের বৃদ্ধি.

ধাতুবিদ্যা গবেষণা থেকে মূল পর্যবেক্ষণ:

• অত্যন্ত ক্ষতিকর উপাদান: ক্রোমিয়াম (সিআর), লিথিয়াম (লি), এবং ম্যাঙ্গানিজ (এমএন) স্থিতিশীল আন্তঃধাতু যৌগ গঠন করে (যেমন, Al₆Mn, AlCr₂) এবং গুরুতর জালি বিকৃতি ঘটায়.
  এমনকি 0.5 wt.% Cr বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের তাপ পরিবাহিতা 40-50% হ্রাস করে, যখন 1 wt.% Li এটি ~ 35% হ্রাস করে (এএসএম ইন্টারন্যাশনাল ডেটা).
• মাঝারিভাবে ক্ষতিকারক উপাদান: সিলিকন (এবং), ম্যাগনেসিয়াম (মিলিগ্রাম), এবং তামা (কিউ) শক্তি এবং প্রক্রিয়াযোগ্যতা ভারসাম্য যে সাধারণ alloying উপাদান.
  তাদের প্রভাব ঘনত্ব-নির্ভর: 5 wt.% Si তাপ পরিবাহিতাকে ~160 W/-তে কমিয়ে দেয়(এম · কে), যখন 2 wt.% Cu এটিকে ~200 W/-এ নামিয়ে দেয়(এম · কে) (খাঁটি আল-এর তুলনায় 237 W/(এম · কে)).
• নগণ্য প্রভাব উপাদান: অ্যান্টিমনি (এসবি), ক্যাডমিয়াম (সিডি), টিন (এসএন), এবং বিসমাথ (দ্বি) অ্যালুমিনিয়াম কম দ্রবণীয়তা আছে (<0.1 ডাব্লুটি।%) এবং মোটা গৌণ পর্যায় গঠন করবেন না.
  পর্যন্ত যোগ করা হচ্ছে 0.3 wt.% এই উপাদানগুলির তাপ পরিবাহিতার উপর কোন পরিমাপযোগ্য প্রভাব নেই, অন্যান্য বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার জন্য তাদের উপযুক্ত করে তোলে (যেমন, মেশিনিবিলিটি) তাপ স্থানান্তর বলিদান ছাড়া.

রচনা অপ্টিমাইজেশান কৌশল

• ক্ষতিকারক উপাদান কমান: কঠোরভাবে Cr নিয়ন্ত্রণ, লি, এবং Mn বিষয়বস্তু <0.1 উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা সংকর ধাতুগুলির জন্য wt.%. উদাহরণস্বরূপ, প্রতিস্থাপন 1 ডাব্লুটি।%
  সঙ্গে Mn 0.5 wt.% Mg একটি 6xxx- সিরিজের খাদ থেকে তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করতে পারে 150 থেকে 180 W/(এম · কে) তুলনামূলক শক্তি বজায় রাখার সময়.
• কার্যকরী অ্যালোয়িং অপ্টিমাইজ করুন: 5xxx-সিরিজের জন্য (আল-এমজি) অ্যালো, তাপ পরিবাহিতা একটি ভারসাম্য অর্জন করতে Mg 2-3 wt.% সীমাবদ্ধ করুন (~180-200 ওয়াট/(এম · কে)) এবং জারা প্রতিরোধের.
  6xxx-সিরিজের জন্য (আল-এমজি-সি) অ্যালো, একটি Si ব্যবহার করুন:এর Mg অনুপাত 1.5:1 (যেমন, 0.6 wt.% Si + 0.4 wt.% Mg) সূক্ষ্ম Mg₂Si precipitates গঠন করতে, যা ইলেকট্রন পরিবহনে ন্যূনতম প্রভাব ফেলে.
• ট্রেস অ্যালোয়িং ব্যবহার করুন: 0.1-0.2 wt. % Sb বা Sn যোগ করুন castability উন্নত করতে এবং তাপ পরিবাহিতা হ্রাস না করে গরম ক্র্যাকিং কমাতে.
  এটি উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম অ্যালোয়ের জন্য বিশেষভাবে কার্যকর (99.9%+ আল) তাপ ব্যবস্থাপনায় ব্যবহৃত হয়.

কেস স্টাডি: উচ্চ-পরিবাহিতা 6xxx-সিরিজ অ্যালয়

একটি পরিবর্তিত 6063 হ্রাস Fe সঙ্গে খাদ (0.1 ডাব্লুটি।%) এবং Mn (0.05 ডাব্লুটি।%) এবং অপ্টিমাইজ করা Si (0.5 ডাব্লুটি।%)/মিলিগ্রাম (0.3 ডাব্লুটি।%) এর একটি তাপ পরিবাহিতা অর্জন করেছে 210 W/(এম · কে)- 20% স্ট্যান্ডার্ডের চেয়ে বেশি 6063 (175 W/(এম · কে))-এর ফলন শক্তি বজায় রাখার সময় 140 এমপিএ (তাপ সিঙ্ক মত এক্সট্রুশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত).

2. টেলারিং হিট ট্রিটমেন্ট: ল্যাটিস বিকৃতি হ্রাস করা এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার অপ্টিমাইজ করা

তাপ চিকিত্সা অ্যালুমিনিয়াম খাদ এর মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন করে (যেমন, কঠিন সমাধান অবস্থা, অবক্ষয় বিতরণ, জালি অখণ্ডতা), সরাসরি ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ এবং তাপ পরিবাহিতা প্রভাবিত করে.

তিনটি প্রাথমিক তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া - অ্যানিলিং, শোধন, এবং বার্ধক্য-তাপীয় কর্মক্ষমতা উপর স্বতন্ত্র প্রভাব প্রয়োগ.

তাপ চিকিত্সার প্রভাবের প্রক্রিয়া

• শোধন: দ্রুত শীতল (100-1000 °সে/সে) সমাধান তাপমাত্রা থেকে (500–550 ° সে) একটি সুপারস্যাচুরেটেড কঠিন সমাধান গঠন করে, গুরুতর জালি বিকৃতি এবং ইলেকট্রন বিক্ষিপ্ততা বৃদ্ধি ঘটায়.
  এটি ঢালাই অবস্থার তুলনায় 10-15% দ্বারা তাপ পরিবাহিতা হ্রাস করে.
  উদাহরণস্বরূপ, quenched 6061-T6 এর তাপ পরিবাহিতা ~167 W/(এম · কে), বনাম. 180 W/(এম · কে) অ্যানিলেড অ্যালোয়ের জন্য.
• অ্যানিলিং: 300-450 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম করা এবং 1-4 ঘন্টা ধরে রাখা জালির বিকৃতি থেকে মুক্তি দেয়, দ্রবণীয় পরমাণুর বর্ষণকে সূক্ষ্ম গৌণ পর্যায়গুলিতে উন্নীত করে, এবং ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ হ্রাস করে.
  সম্পূর্ণ annealing (420 ° C এর জন্য 2 ঘন্টা) তাপ পরিবাহিতা 8-12% দ্বারা quenched alloys মধ্যে পুনরুদ্ধার করতে পারেন.
• বার্ধক্য: প্রাকৃতিক বা কৃত্রিম বার্ধক্য (150-200 °সে 4-8 ঘন্টার জন্য) সুসঙ্গত অবক্ষয় গঠন করে (যেমন, 6xxx সংকর ধাতুতে Mg₂Si), যা জালির বিকৃতির চেয়ে তাপ পরিবাহিতার উপর কম প্রভাব ফেলে.
  6061-T651 এর কৃত্রিম বার্ধক্য (প্রশমিত বার্ধক্য পরবর্তী) এর ফলে তাপ পরিবাহিতা হয় ~170 W/(এম · কে)— কম জালি স্ট্রেন কারণে T6 থেকে সামান্য বেশি.

তাপ চিকিত্সা অপ্টিমাইজেশান কৌশল

• উচ্চ পরিবাহিতার জন্য অ্যানিলিংকে অগ্রাধিকার দিন: অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে তাপীয় কর্মক্ষমতা গুরুত্বপূর্ণ (যেমন, বৈদ্যুতিন ঘের), তাপ পরিবাহিতা সর্বাধিক করার জন্য সম্পূর্ণ অ্যানিলিং ব্যবহার করুন.
  উদাহরণস্বরূপ, অ্যানিলিং 5052-H32 (ঠান্ডা কাজ) এ 350 ° C এর জন্য 3 ঘন্টা থেকে তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করে 170 থেকে 190 W/(এম · কে) ঠান্ডা-কাজ-প্ররোচিত জালির ত্রুটিগুলি উপশম করে.
• নিয়ন্ত্রিত শমন এবং বার্ধক্য: শক্তি এবং তাপ পরিবাহিতা উভয় প্রয়োজন alloys জন্য (যেমন, স্বয়ংচালিত উপাদান), একটি দুই-পদক্ষেপ বার্ধক্য প্রক্রিয়া ব্যবহার করুন: প্রাক-বার্ধক্য এ 100 ° C এর জন্য 1 ঘন্টা প্রধান বার্ধক্য দ্বারা অনুসরণ 180 ° C এর জন্য 4 ঘন্টা.
  এই ফর্ম জরিমানা, ন্যূনতম জালি বিকৃতির সাথে অভিন্নভাবে বিতরণ করা অবক্ষেপ, ভারসাম্য ফলন শক্তি (180–200 এমপিএ) এবং তাপ পরিবাহিতা (160-175 ওয়াট/(এম · কে)) 6xxx-সিরিজ অ্যালয়েসে.
• ওভার-কোনচিং এড়িয়ে চলুন: মাঝারি শীতল হার ব্যবহার করুন (50-100 °সে/সে) বার্ধক্যের জন্য পর্যাপ্ত দ্রবণ ধারণ নিশ্চিত করার সময় জালির বিকৃতি কমাতে পুরু-বিভাগের উপাদানগুলির জন্য.
  এই পদ্ধতির মধ্যে তাপ পরিবাহিতা বজায় রাখে 5% লক্ষ্য শক্তি অর্জন করার সময় annealed রাষ্ট্রের.

উদাহরণ: মধ্যে তাপ পরিবাহিতা উন্নতি 7075 খাদ

স্ট্যান্ডার্ড 7075-T6 এর তাপ পরিবাহিতা ~130 ওয়াট/(এম · কে) উচ্চ Cu এর কারণে (2.1-2.9 wt.%) এবং Zn (5.1-6.1 wt.%) বিষয়বস্তু.

একটি পরিবর্তিত তাপ চিকিত্সা (সমাধান aneling at 475 ° C এর জন্য 1 ঘন্টা, এয়ার কুলিং, এবং কৃত্রিম বার্ধক্য 120 ° C এর জন্য 8 ঘন্টা) বর্ধিত তাপ পরিবাহিতা 145 W/(এম · কে) জালির বিকৃতি হ্রাস করে এবং সূক্ষ্ম Al₂CuMg অবক্ষেপণ তৈরি করে.

3. গলনা অভ্যাস অপ্টিমাইজ করা: গ্যাস কমানো, অন্তর্ভুক্তি, এবং ত্রুটি

গলে যাওয়া অবস্থা - পরিশোধন পদ্ধতি সহ, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ, এবং অপবিত্রতা অপসারণ - সরাসরি অ্যালুমিনিয়াম খাদের পরিচ্ছন্নতার উপর প্রভাব ফেলে (গ্যাস সামগ্রী, অ ধাতব অন্তর্ভুক্তি) এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অখণ্ডতা.

গ্যাস (যেমন, হ) এবং অন্তর্ভুক্তি (যেমন, Al₂o₃, MgO) তাপীয় বাধা হিসাবে কাজ করে, ফোনন বিক্ষিপ্ত করে এবং ইলেক্ট্রন প্রবাহ ব্যাহত করে তাপ স্থানান্তর দক্ষতা হ্রাস করা.

গলানোর প্রভাবের প্রক্রিয়া

• গ্যাস সামগ্রী: দ্রবীভূত হাইড্রোজেন (হ) দৃঢ়ীকরণের সময় ছিদ্র তৈরি করে, শূন্যতা তৈরি করে যা তাপ পরিবাহিতা হ্রাস করে.
  একটি হাইড্রোজেন কন্টেন্ট 0.2 mL/100g Al তাপ পরিবাহিতা কমাতে পারে 5-8% (আমেরিকান ফাউন্ড্রি সোসাইটির তথ্য).
• অ ধাতব অন্তর্ভুক্তি: অক্সাইড (Al₂o₃), কার্বাইডস, এবং সিলিকেট বিন্দু ত্রুটি হিসাবে কাজ করে, বিক্ষিপ্ত ইলেকট্রন এবং ফোনন.
  এর থেকে বড় অন্তর্ভুক্তি 5 μm বিশেষত ক্ষতিকারক - এর সাথে সংকর ধাতুগুলিতে তাপ পরিবাহিতা 10-15% হ্রাস করে >0.5 ভলিউম.% অন্তর্ভুক্তি বিষয়বস্তু.
• গলে তাপমাত্রা: অত্যধিক উচ্চ তাপমাত্রা (>780 ° সে) অক্সাইড গঠন এবং হাইড্রোজেন দ্রবণীয়তা বৃদ্ধি, যখন তাপমাত্রা <680 °C অসম্পূর্ণ গলে যাওয়া এবং পৃথকীকরণের কারণ.
  উভয় পরিস্থিতিতেই তাপ পরিবাহিতা হ্রাস পায়.

গলানো অপ্টিমাইজেশান কৌশল

• নিয়ন্ত্রিত গলে যাওয়া তাপমাত্রা: গ্যাস শোষণ এবং অক্সাইড গঠন কমাতে 700-750 °C এর গলন তাপমাত্রা বজায় রাখুন.
  এই পরিসীমা তরলতা ভারসাম্য (ঢালাই জন্য সমালোচনামূলক) এবং অধিকাংশ পেটা এবং ঢালাই অ্যালুমিনিয়াম খাদ জন্য পরিচ্ছন্নতা.
• কার্যকরী পরিশোধন: NaCl-KCl এর সংমিশ্রণ ব্যবহার করুন (1:1 অনুপাত) একটি কভারিং এজেন্ট হিসাবে (2-3 wt.% গলে) অক্সিডেশন এবং হেক্সাক্লোরোইথেন প্রতিরোধ করতে (C₂Cl₆) একটি পরিশোধন এজেন্ট হিসাবে (0.1-0.2 wt.%) হাইড্রোজেন এবং অ ধাতব অন্তর্ভুক্তি অপসারণ করতে.
  এতে হাইড্রোজেন কন্টেন্ট কমে যায় <0.1 mL/100g Al এবং অন্তর্ভুক্তির বিষয়বস্তু <0.2 %.
• ডিওয়াক্সিং এবং ডিগ্যাসিং অ্যাডিটিভস: 0.1-0.3 wt.% ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড অন্তর্ভুক্ত করুন (CaF₂), সক্রিয় কার্বন, বা সোডিয়াম ক্লোরাইড (NACL) porosity এবং অক্সাইড অন্তর্ভুক্তি কমাতে.
  এই সংযোজনগুলি অন্তর্ভুক্তির ফ্লোটেশনকে উন্নীত করে এবং আটকে থাকা গ্যাসগুলি ছেড়ে দেয়, 8-10% দ্বারা তাপ পরিবাহিতা উন্নত করা.
• উচ্চ বিশুদ্ধতা জন্য ভ্যাকুয়াম গলন: অতি-উচ্চ পরিবাহিতা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য (যেমন, মহাকাশ তাপ ব্যবস্থাপনা), ভ্যাকুয়াম গলন ব্যবহার করুন (10⁻³–10⁻⁴ Pa) হাইড্রোজেন কন্টেন্ট কমাতে <0.05 mL/100g Al এবং বায়ুমণ্ডলীয় দূষক দূর করে.
  ভ্যাকুয়াম-গলিত 1050 অ্যালুমিনিয়াম একটি তাপ পরিবাহিতা অর্জন করে 230 W/(এম · কে)- বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের তাত্ত্বিক মানের 97%.

শিল্প বৈধতা

একটি ফাউন্ড্রি উত্পাদন 356 স্বয়ংচালিত সিলিন্ডার মাথার জন্য অ্যালুমিনিয়াম খাদ অপ্টিমাইজড গলানোর অনুশীলনগুলি প্রয়োগ করে (720 °C তাপমাত্রা, NaCl-KCl কভারিং এজেন্ট, এবং C₂Cl₆ পরিশোধন).

ফলস্বরূপ খাদ একটি হাইড্রোজেন বিষয়বস্তু ছিল 0.08 mL/100g Al এবং এর অন্তর্ভুক্তি বিষয়বস্তু 0.15 %, থেকে একটি তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি নেতৃস্থানীয় 150 থেকে 168 W/(এম · কে)—আগের প্রক্রিয়ার চেয়ে 12% বেশি.

4. গঠন প্রক্রিয়া উন্নত করা: মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিমার্জন এবং ত্রুটিগুলি হ্রাস করা

গঠন প্রক্রিয়া (যেমন, এক্সট্রুশন, ঘূর্ণায়মান, ফোরজিং) ঢালাই ত্রুটিগুলি হ্রাস করে অ্যালুমিনিয়াম খাদ এর মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন করুন (যেমন, পোরোসিটি, পৃথকীকরণ, মোটা শস্য) এবং অভিন্নতা উন্নত করা.

Forging এবং এক্সট্রুশন, বিশেষত, শস্যের আকার পরিশোধন করে এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অসামঞ্জস্যতা দূর করে তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধিতে কার্যকর.

প্রভাব গঠনের প্রক্রিয়া

• এক্সট্রুশন: উচ্চ প্লাস্টিকের বিকৃতি (এক্সট্রুশন অনুপাত 10:1 থেকে 50:1) ক্লাস্টারড ইনক্লুশন ভেঙে দেয়, কম্প্যাক্ট porosity, এবং সূক্ষ্ম মধ্যে মোটা ঢালাই শস্য পুনরায় ক্রিস্টালাইজেশন প্রচার করে, অভিন্ন শস্য (10–50 μm).
  এটি ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ হ্রাস করে এবং ফোনন পরিবহন উন্নত করে, ঢালাই অবস্থার তুলনায় 10-15% দ্বারা তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি.
• রোলিং/ফরজিং: এক্সট্রুশন অনুরূপ, এই প্রক্রিয়াগুলি বিচ্ছিন্নতা হ্রাস করে এবং শস্য মিহি করে.
  উদাহরণস্বরূপ, ঠান্ডা ঘূর্ণায়মান 1100 অ্যালুমিনিয়াম (99.0% আল) সঙ্গে a 70% হ্রাস অনুপাত থেকে শস্য আকার পরিমার্জিত 100 μm (কাস্ট হিসাবে) থেকে 20 μm, থেকে তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি 220 থেকে 230 W/(এম · কে).
• ত্রুটি হ্রাস: গঠন প্রক্রিয়া ঢালাই ত্রুটি দূর করে (যেমন, সঙ্কুচিত পোরোসিটি, ডেনড্রাইটিক বিভাজন) যেগুলো তাপীয় বাধা হিসেবে কাজ করে.
  কম্প্যাক্টেড পোরোসিটি এবং ভাঙ্গা ইনক্লুশন তাপ প্রতিরোধের হ্রাস করে, আরও দক্ষ তাপ স্থানান্তর সক্ষম করে.

প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশান কৌশল গঠন

• উচ্চ বিকৃতি এক্সট্রুশন: ≥20 এর এক্সট্রুশন অনুপাত ব্যবহার করুন:1 ঢালাই অ্যালুমিনিয়াম সংকর পূর্ণ পুনর্নির্মাণ এবং অভিন্ন শস্য গঠন অর্জনের জন্য.
  উদাহরণস্বরূপ, এক্সট্রুডিং 6063 একটি সঙ্গে খাদ 30:1 অনুপাত থেকে তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি 175 (কাস্ট হিসাবে) থেকে 205 W/(এম · কে) থেকে শস্য আকার হ্রাস দ্বারা 80 থেকে 15 μm.
• নিয়ন্ত্রিত এক্সট্রুশন তাপমাত্রা: পুনর্নির্মাণ এবং শস্য বৃদ্ধির ভারসাম্য বজায় রাখতে 400-450 ডিগ্রি সেলসিয়াসে এক্সট্রুড করুন.
  উচ্চ তাপমাত্রা (>480 ° সে) শস্য মোটা হওয়ার কারণ, কম তাপমাত্রার সময় (<380 ° সে) বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায় এবং জালির ত্রুটিগুলি ধরে রাখতে পারে.
• পোস্ট-ফর্মিং অ্যানিলিং: একটি কম-তাপমাত্রা anneal সঙ্গে এক্সট্রুশন/ঘূর্ণায়মান একত্রিত করুন (300-350 °C এর জন্য 1 ঘন্টা) অবশিষ্ট চাপ উপশম এবং শস্য আরও পরিমার্জিত.
  এই পদক্ষেপটি অত্যন্ত বিকৃত সংকর ধাতুগুলিতে অতিরিক্ত 5-8% দ্বারা তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করতে পারে.

কেস স্টাডি: এক্সট্রুড 5052 তাপ এক্সচেঞ্জার জন্য খাদ

যেমন-কাস্ট 5052 খাদ একটি তাপ পরিবাহিতা ছিল 175 W/(এম · কে) সঙ্গে 2% ছিদ্র এবং মোটা দানা (70 μm).

এক্সট্রুশন পরে (অনুপাত 25:1, 420 ° সে) এবং annealing (320 ° C এর জন্য 1 ঘন্টা), সংকর ধাতু প্রদর্শন করা হয় 0.5% পোরোসিটি, সূক্ষ্ম শস্য (25 μm), এবং একটি তাপ পরিবাহিতা 198 W/(এম · কে)ঢালাই অবস্থার চেয়ে 13% বেশি.

5. সারফেস ইঞ্জিনিয়ারিং: তাপ সিঙ্কের জন্য সবচেয়ে কার্যকর ব্যবহারিক লিভার

তাপ সিঙ্ক এবং বাহ্যিক তাপীয় হার্ডওয়্যারের জন্য, পৃষ্ঠ নির্গততা প্রায়শই পরিচলনের সাথে কনসার্টে মোট তাপ অপচয় নিয়ন্ত্রণ করে.

ব্যবহার করার জন্য দুটি ব্যবহারিক তথ্য:

• দূর-ইনফ্রারেড (এফআইআর) / উচ্চ নির্গত আবরণ: এই বিশেষ পেইন্ট বা সিরামিক-ভিত্তিক আবরণগুলি তাপীয় ইনফ্রারেড ব্যান্ডে দক্ষতার সাথে নির্গত করার জন্য তৈরি করা হয় (সাধারণত 3-20 µm).
  এগুলি পৃষ্ঠের নির্গমনকে ≈0.9 পর্যন্ত বাড়ায় এবং এইভাবে মাঝারি থেকে উচ্চ পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় নাটকীয়ভাবে বিকিরণকারী তাপ হ্রাস বৃদ্ধি করে.
• কালো অক্সাইড / কালো অ্যানোডাইজ / কালো রূপান্তর শেষ: একটি টেকসই কালো অক্সাইড মত ফিনিস (বা অ্যালুমিনিয়ামে কালো অ্যানোডাইজিং) উজ্জ্বল ধাতুর উপরে পৃষ্ঠ নির্গততা বৃদ্ধি করে.
  অনুশীলনে, "কালো" শেষ প্রাকৃতিক তুলনায় বিকিরণ দ্বারা আরো তাপ নষ্ট করে (প্রতিফলিত) অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠতল.

গুরুত্বপূর্ণ স্পষ্টীকরণ: কালো ফিনিস এবং এফআইআর আবরণ বাল্ক তাপ পরিবাহিতা বাড়াবেন না, কিন্তু তারা কার্যকর তাপ অপচয় বৃদ্ধি বিকিরণ উন্নত করে একটি অংশ (এবং কখনও কখনও পৃষ্ঠ টেক্সচার মাধ্যমে সংবহনশীল সংযোগ).
"ব্ল্যাক অক্সাইড প্রাকৃতিক রঙের চেয়ে ভালো তাপ সঞ্চালন করে" বলাটা সঠিক নেট তাপ অপচয় পৃষ্ঠ থেকে — এমন নয় যে উপাদানের k বৃদ্ধি পায়.

6. ব্যবহারিক রোডম্যাপ & অগ্রাধিকারমূলক হস্তক্ষেপ

একটি মঞ্চস্থ পদ্ধতি ব্যবহার করুন যা প্রথমে সবচেয়ে বড় লাভকে লক্ষ্য করে:

1. খাদ পছন্দ: ন্যূনতম মিশ্রিত বাছাই করুন, সর্বোচ্চ পরিবাহিতা খাদ যা শক্তি/জারা চাহিদা পূরণ করে.
2. গলে যাওয়া অনুশীলন: degassing বাস্তবায়ন, ফ্লাক্স কভার, পরিস্রাবণ এবং কঠোর তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ছিদ্র এবং অন্তর্ভুক্তি কমাতে.
3. কাস্টিং রুট নির্বাচন: কম porosity ফলন যে প্রক্রিয়া পছন্দ (স্থায়ী ছাঁচ, কাস্টিং চেপে, বিনিয়োগ কাস্টিং ভ্যাকুয়াম সহ) তাপ-গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য.
4. পোস্ট-কাস্টিং ঘনত্ব: সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য HIP ব্যবহার করুন.
5. তাপ প্রক্রিয়াকরণ: অ্যানিল বা ডিজাইন বার্ধক্য চিকিত্সা যখন সম্ভব দ্রবণ আউট precipitate.
6. গঠন: অবশিষ্ট পোরোসিটি বন্ধ করতে এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারকে একত্রিত করতে এক্সট্রুশন/ফোরজিং/রোলিং প্রয়োগ করুন.
7. সারফেস এবং যোগদানের অনুশীলন: প্রাথমিক তাপ পাথগুলিতে ওয়েল্ড জোন এবং তাপ টিন্টগুলি এড়িয়ে চলুন; যদি ঢালাই প্রয়োজন হয়, যেখানে সম্ভব সেখানে পরিবাহিতা পুনরুদ্ধারের জন্য স্থানীয় চিকিত্সার পরিকল্পনা করুন.

7. উপসংহার সুপারিশ

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তাপ পরিবাহিতা উন্নত করা একটি বহু-বিভাগীয় কাজ যা খাদ নকশাকে একত্রিত করে, গলিত ধাতুবিদ্যা, তাপ চিকিত্সা এবং গঠন.

দিয়ে শুরু করুন উপাদান নির্বাচন- শুধুমাত্র তারপর অপ্টিমাইজ করুন প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ (অবক্ষয়, পরিস্রাবণ, কাস্টিং পদ্ধতি), অনুসরণ করে তাপ-চিকিত্সা এবং যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ ত্রুটিগুলি বন্ধ করতে এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার টিউন করতে.

যেখানে পরিবাহিতা মিশন-গুরুত্বপূর্ণ, লক্ষ্যমাত্রা পরিমাপ করুন, বৈদ্যুতিক/তাপীয় পরীক্ষার প্রয়োজন, এবং যান্ত্রিক শক্তির মধ্যে প্রয়োজনীয় ট্রেড-অফ গ্রহণ করুন, ব্যয় এবং উত্পাদনযোগ্যতা.

FAQS

কালো অক্সাইড কি অ্যালুমিনিয়ামের বাল্ক তাপ পরিবাহিতা বাড়ায়?

না — এটি পৃষ্ঠ নির্গততা বাড়ায় এবং এইভাবে বিকিরণকারী তাপ অপচয় করে. খাদের বাল্ক k একটি পাতলা পৃষ্ঠ ফিনিস দ্বারা অপরিবর্তিত.

লেপ সবসময় পলিশিং থেকে ভাল?

পলিশিং কনভেক্টিভ ড্র্যাগ কমায় এবং নির্গমন কম করে (বিকিরণের জন্য খারাপ). সামগ্রিক তাপ-সিঙ্ক কর্মক্ষমতা জন্য, একটি উচ্চ-ε কালো আবরণ সাধারণত পালিশ করা ধাতুকে হারায় তবে যেখানে বিকিরণ নগণ্য এবং পরিচলন প্রাধান্য পায়.

এফআইআর আবরণ কখন সবচেয়ে কার্যকর?

যেখানে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা মাঝারি থেকে উচ্চ, যেখানে পরিচলন সীমিত (কম বায়ুপ্রবাহ), ভ্যাকুয়াম বা কম চাপের পরিবেশে, অথবা কম্পোনেন্ট স্টেডি-স্টেট তাপমাত্রা কমাতে এমনকি বায়ুপ্রবাহের অধীনেও.

রেফারেন্স

1. এএসএম আন্তর্জাতিক. (2020). ASM হ্যান্ডবুক ভলিউম 2: বৈশিষ্ট্য এবং নির্বাচন: অলৌহঘটিত ধাতু এবং বিশেষ-উদ্দেশ্য উপকরণ. এএসএম আন্তর্জাতিক.
2. আমেরিকান ফাউন্ড্রি সোসাইটি. (2018). অ্যালুমিনিয়াম কাস্টিং হ্যান্ডবুক. এএফএস প্রেস.
3. ঝাং, Y., ইত্যাদি. (2021). 6xxx সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির তাপ পরিবাহিতাতে অ্যালোয়িং উপাদানগুলির প্রভাব এবং তাপ চিকিত্সা. উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি জার্নাল, 294, 117189.
4. লি, জে., ইত্যাদি. (2022). এর তাপ পরিবাহিতা উপর গলে যাওয়া এবং এক্সট্রুশন পরামিতিগুলির প্রভাব 5052 অ্যালুমিনিয়াম খাদ. পদার্থ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল এ, 845, 143126.
5. ডেভিস, জে. আর. (2019). অ্যালুমিনিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়: বৈশিষ্ট্য, সম্পত্তি, এবং অ্যাপ্লিকেশন. এএসএম আন্তর্জাতিক.
6. ওয়াং হুই. উচ্চ তাপ পরিবাহিতা অ্যালুমিনিয়াম খাদগুলির উন্নয়ন এবং গবেষণার অগ্রগতি [জে]. ফাউন্ড্রি, 2019, 68(10):1104