陶(táo)瓷散熱片的表麵質量(liàng)對於其(qí)散(sàn)熱性能和(hé)整體功能至(zhì)關重要,以下是需要注意(yì)的幾個(gè)表麵質量問題:

一、平整(zhěng)度
影響因素與重(chóng)要性
陶瓷散(sàn)熱片在製造過程中,如燒結工藝等環節可能會導致表麵不平整。平整度差會使散熱片與(yǔ)發熱源或散(sàn)熱介質之間的接觸(chù)麵積減小,接觸熱阻增大,從而降低散熱效率。例如,當散熱片用於(yú)電子(zǐ)設備的(de) CPU 散熱時,如果表麵不平整,CPU 與散(sàn)熱片之間就無(wú)法(fǎ)緊密貼合(hé),熱量傳遞會受到阻礙。
平整(zhěng)度還會影響散熱片之間或(huò)散熱片與散(sàn)熱風扇等輔助散熱設備(bèi)之間的裝配。如果表麵(miàn)不平,可能會導致裝配間隙不均(jun1)勻,影響空氣流動和散熱效果(guǒ)。
平整度要求與檢測方法
對於陶瓷散熱片,一般要求表麵平整度達到微米級。具體的平整度數值要求根據應用(yòng)場景的不(bú)同而有(yǒu)所差異(yì)。在高精(jīng)度的電子散熱應用中,如高端服務器 CPU 散熱片(piàn),表麵(miàn)平整度的公差可能要求控製(zhì)在 ±0.01 - ±0.05mm 之間。
檢測平整度可以使用多種方法。常用的有光學(xué)幹涉(shè)儀,它通過光的幹涉條紋來測量表麵的微觀(guān)起伏,能夠精確地檢測出表麵的平(píng)整度誤差。另外,三坐標測量儀也可以用於測量(liàng)散熱(rè)片表麵不同點的高度差,從而評估平整(zhěng)度。
二、粗糙度
對散熱性能的影響
表麵(miàn)粗糙度直接影響散熱片與周圍介質的熱交換(huàn)效率。較粗(cū)糙的表麵會(huì)使(shǐ)空氣或冷卻液在其表(biǎo)麵流動時產生更多的湍流(liú),增加(jiā)熱對流的阻力(lì)。而光滑的表(biǎo)麵有利於熱量的快速傳遞,例如(rú)在液體冷卻的散熱係(xì)統中,光滑的陶瓷(cí)散熱片表麵可以(yǐ)使冷卻液更(gèng)順(shùn)暢地流過,提高散熱效果。
粗糙(cāo)度還與散(sàn)熱片的表麵積有關。適當的粗糙度可以增加表麵積,在一定程度上有利於散熱,但如果粗糙度太(tài)大,會使實際有效散(sàn)熱麵積(jī)減小,並且容易積聚灰塵等雜質,影響長期散熱性能。
粗糙度控製與標準
在陶瓷散熱片的加工過程(chéng)中,通過研磨、拋光等工藝來控製表(biǎo)麵粗糙度。對於一般的電子設備散熱應用(yòng),表麵粗(cū)糙度 Ra 通常要求在 0.4 - 1.6μm 之間。在一些對散熱要求極高的特殊場(chǎng)合,如航天電子(zǐ)設備散熱,表麵粗糙度 Ra 可能會控(kòng)製在 0.2μm 以下。
可以使用粗糙度儀來測量陶(táo)瓷(cí)散熱片的表麵粗糙度。粗(cū)糙度儀通過(guò)觸針在表(biǎo)麵移動,感知表麵微觀輪廓的起(qǐ)伏變化,從而得出粗糙度數值。
三、表麵缺陷
常見缺陷及危害
裂紋:陶瓷散熱片表麵(miàn)出現裂紋是比較嚴重的問題。裂紋可能是由於在製(zhì)造過程(chéng)中的溫度變化過快、材料內部應力過大或者受(shòu)到外部機械衝擊等原因(yīn)引起的。裂紋會破壞陶瓷的結(jié)構完整性,降低散熱片的機械強度,並且可能會導致散熱片在(zài)使用(yòng)過程中進一(yī)步損壞,甚至完全失效。同時,裂(liè)紋還(hái)會影響熱傳導路徑,使(shǐ)熱(rè)量不能均(jun1)勻地(dì)傳遞,降低散熱性能。
氣孔:氣孔是陶瓷(cí)燒結過程中可能出現的缺(quē)陷。表麵氣孔會減少散熱片與發熱源或散熱介質的有效接觸麵積,增加熱阻。而且氣孔(kǒng)可能會吸附水(shuǐ)分或其他雜質,在高溫環境下,這些雜質可能會發生化學反(fǎn)應,腐蝕陶瓷材料,影響散熱片的使(shǐ)用壽命和散熱效果。
雜質(zhì)顆粒:如果在陶瓷散熱片表麵存在雜質顆粒,如在(zài)加工過程中混(hún)入的金屬屑、陶瓷(cí)粉末等,會影響表麵(miàn)的平整度和粗糙度。在散熱過程中,這(zhè)些雜質顆粒可能會脫落,進入散熱係統的其他部件,造成堵塞或者損壞。
缺陷檢測與預防措施
檢測方(fāng)法:可以使用無損檢測技術來(lái)檢(jiǎn)查(chá)陶瓷散熱片表麵的缺(quē)陷。例如,超(chāo)聲波探傷(shāng)可以檢測(cè)內部裂紋和氣孔等缺陷,通過分析超聲波在材料內部的反射和傳播情(qíng)況來確定缺陷的位(wèi)置和大小。對(duì)於表麵缺陷,還可以使用光學顯微(wēi)鏡或電子顯微(wēi)鏡進行觀察,能夠(gòu)清晰地看到裂紋、氣孔和雜質顆粒等。
預防措施:在製造過(guò)程(chéng)中(zhōng),嚴格控(kòng)製原材料的質量,確保陶瓷原(yuán)料(liào)的純度和粒度符合要求。優化燒結工藝,控製燒結溫度、時間和氣氛等參數,減少氣孔的產(chǎn)生和內部應力的(de)積累。在加工和運輸過程中,注意避免散熱片受到機械(xiè)損傷,防止裂紋的出現。