陶瓷散(sàn)熱片的表麵質量對於其散熱性能和整體功能至關(guān)重要(yào),以下是需要(yào)注意的幾個表麵質量問題:

一、平整度
影響因素與重要性
陶瓷(cí)散熱片在製造過程中,如燒結工(gōng)藝等環節可能會導致表麵不平整。平整度差會使散熱片與發熱源或散熱介質之間的接觸麵積減小,接觸熱阻增大(dà),從而降低散熱效率。例(lì)如,當散(sàn)熱片用於電子設備的 CPU 散熱時,如果表麵不平整(zhěng),CPU 與散熱片之間就無法緊密貼合,熱量傳遞會受到阻礙(ài)。
平整度還會影響散熱片之(zhī)間或散熱片與散熱風扇等輔助散熱(rè)設備之(zhī)間的裝配。如果表麵不平,可能會導(dǎo)致裝配間隙(xì)不均勻,影響(xiǎng)空氣流(liú)動和散熱效果。
平整度要求與檢(jiǎn)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(tǐ)的平整度數值要(yào)求根(gēn)據(jù)應用場景的不同而有所差異。在高精度的電子散熱應用中,如高端服務器 CPU 散熱片,表麵平整度的公(gōng)差可能要求控製在 ±0.01 - ±0.05mm 之間。
檢測平整度可以使用多種方法。常用(yòng)的有光學幹涉儀,它通過光的幹涉條紋(wén)來測(cè)量表麵的微觀起伏,能夠精確地檢測(cè)出(chū)表麵的平整度誤差。另外,三坐標測量儀也可以用於測量散熱片表麵不同點的高度差,從而(ér)評(píng)估平整度。
二、粗糙度
對散熱性能(néng)的影響
表麵粗糙度直接影響散熱(rè)片與周圍介質的熱交換效率。較粗糙的表(biǎo)麵會使空氣或(huò)冷卻液在其(qí)表麵(miàn)流動時產(chǎn)生更多(duō)的湍(tuān)流,增加熱(rè)對流的阻力(lì)。而(ér)光滑的(de)表麵有利於熱量的快速傳遞,例如在(zài)液體冷卻的(de)散熱係統中,光(guāng)滑的陶瓷散熱片表麵可以使冷卻液(yè)更順暢地流過(guò),提高(gāo)散熱效(xiào)果。
粗糙度還與(yǔ)散熱(rè)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(sàn)熱,但如果粗糙度太大,會使實際有效散熱麵積減小,並且(qiě)容易積聚灰塵(chén)等雜質,影響(xiǎng)長期散熱性能。
粗糙度控製與標準
在陶瓷(cí)散熱片的加工過程中,通過研磨、拋光等工藝來控製表麵粗糙度。對於一般的(de)電子設備散熱(rè)應用,表麵粗糙度 Ra 通常要求(qiú)在(zài) 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(tiān)電子設備散熱,表麵粗糙度 Ra 可能會控製在(zài) 0.2μm 以下。
可以使用粗糙度儀來測量陶瓷散熱片的表麵粗糙度。粗糙度儀通過觸針在表麵移動,感知表麵微觀輪廓的(de)起伏變化,從而得出粗糙度數(shù)值。
三、表麵缺陷
常見(jiàn)缺陷及危(wēi)害(hài)
裂紋:陶瓷散(sàn)熱片(piàn)表麵出現裂紋是比較(jiào)嚴重的問題。裂紋可(kě)能是由於在製造過程中(zhōng)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引起的(de)。裂(liè)紋會破(pò)壞陶(táo)瓷的結構完整(zhěng)性,降低散熱(rè)片的機械強度,並且可能會導致散熱片在(zài)使用過程中進一步損壞,甚至完全失效。同時,裂紋還會影(yǐng)響熱傳(chuán)導路徑,使熱量不能均勻地傳遞(dì),降低散熱性能。
氣孔(kǒng):氣孔是陶瓷燒結過程中可能出現的缺陷。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。而且氣孔可能會吸附水分或其(qí)他雜質,在高溫環境下,這些(xiē)雜質可能會發生化學反應,腐蝕陶瓷材料,影響散熱片的使用壽命(mìng)和散熱效果。
雜質(zhì)顆(kē)粒:如果在陶瓷散熱片表麵存在雜質顆粒(lì),如在加工過(guò)程中混入的金屬屑、陶瓷粉末等,會影響表麵的平整度和粗糙度。在散熱過程中,這些雜質顆粒(lì)可能會脫落,進入散熱係(xì)統的其他部(bù)件,造成堵塞或者(zhě)損壞。
缺陷檢測與預防措施
檢測方(fāng)法(fǎ):可以使用無損檢測技術來檢(jiǎn)查陶(táo)瓷散熱片(piàn)表麵的缺陷。例如(rú),超聲(shēng)波探傷可以檢測內部裂紋和氣(qì)孔等缺(quē)陷(xiàn),通過分析超聲波(bō)在材料內部的(de)反射和傳播情況來確定缺陷的位置和大小。對於表麵缺陷,還可以使(shǐ)用光學顯微(wēi)鏡或(huò)電子顯微鏡進行(háng)觀察,能夠清晰地看到裂紋、氣孔和雜質顆粒等。
預防措施:在製造過程中(zhōng),嚴(yán)格控製原材料的質量,確保陶瓷原料的純(chún)度(dù)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(cān)數,減(jiǎn)少氣孔的產生和內部(bù)應力(lì)的積累。在(zài)加(jiā)工和運輸過程中(zhōng),注意避免散熱片受到機(jī)械損傷,防止裂紋的出現。