高导热铝合金综述

高导热铝合金的一些理论与研究成果

1. 金属的导热机理

当材料的相邻区域存在温度差时，热量就会从高温区域经接触部位流向低温区域，产生热传导。

单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面积的热量就称为热导率（单位是W/(m·K)），式1.1为热传递的表达公式。

ΔS Δt dx

dT -λΔQ = 式1.3中，?S 为截面积，?Q 为通过截面的能量，?t 为时间，

dx dt 代表在x 方向传的温度，负号表示热量传递方向和温度梯度方向相反。

金属材料内有着大量的自由电子存在，自由电子可以在金属中快速运动，可以快速实现热量的传递，晶格振动是金属热传递的另一种方式，但相对自由电子传递方式来说处于次要地位。

金属中的自由电子在运动过程中会受到热运动原子和晶格缺陷的影响，可以将受到的热阻分为两类：晶格振功产生的热阻和杂质缺陷产生的热阻。通常情况下，合金中的合金元素比较多，所以以杂质产生的缺陷热阻为主，合金热导率随温度升高而升高。

金属热传导主要靠自由电子完成，因而金属的导电系数和导热系数有着必然联系，事实上，大多数金属的导热系数和导电系数存在一个定值，就是Wiedemann-Franz 定律[39]，可以用式1.2表示

LT =δ

λ （1.2）式1.4中，λ为导热系数，δ为导电系数，L 为洛伦兹常数，对于铝L =2.2×10-8 WΩ·K ，T 为绝对温度。由于热导率的测量比较复杂，测量结果准确度较差，而导电率的测量比较简单，Wiedemann-Franz 定律提供了一条测量热导率简便方法，可以通过测量导电率的间接测得热导率。

2. 研究意义

随着时代的发展与进步，人们对电脑等电子产品的要求与日俱增，电子产品的散热问题引起了人们的关注，目前的散热材料越来越很难满足散热要求，开发具有高强高导热的材料变得更加重要。

铝具有密度小；耐腐蚀；易加工；导电和导热性好，仅次于Au、Ag和Cu；铝硅合金含Si量高，具有低熔点、耐蚀性好等特点，铝硅合金的优秀的铸造性、良好的加工性和耐热、耐磨的特性，使得铝硅合金具有非常广泛的应用。在含有Mg、Cu和Ni的铝硅合金，热处理强化提高合金的性能。而且与金、银和铜相比，Al还有着很好的性价比。因此，铝合金在高强高导热方向具有很好的发展前景。

因此通过在铝硅合金熔炼，添加变质剂，合金元素，和热处理等工艺，以获得良好的导热性和力学性能的铸造铝硅合金，解决电子产品的散热问题，具有重要的理论意义和实际应用价值。

3.前人研究成果

从现有文献上显示，铝合金中在导热或导电方面研究比较多的Al-Mg-Si系合金。一般来说，合金元素的掺入会引起杂质缺陷，对自由电子运动产生阻力，会降低合金中的热导率。Si和Mg是Al-Mg-Si系合金中的主要元素，对6063的研究显示，当Mg含量较小时，合金的热导率较高而强度稍低，Mg/Si质量比较大时，过量的Mg不仅会削弱Mg2Si效果，且会溶入到铝基体中，使合金的导热率下降。合金元素由析出态变为固溶态时，会引起热导率变小。当Mg/Si的质量比在1.66时，微量的过剩Si和Fe、Mn形成Al12(FeMn)3Si相弥散在铝基体中，减小了Si、Fe、Mn元素在铝基体中的固溶度，且不易形成粗大的Al9Fe2Si相，合金的热导率较高。当硅过剩量较多时，过剩的硅不仅固溶于铝基体中，容易和Fe形成Al9Fe2Si相，热导率降低。另外，添加0.30%的稀土会使得合金热导率达到最高，加少或加多导电率会有所下]。

热处理对合金的强度和导热性有着重要影响，对Al-Mg-Si系合金进行均匀化处理，经过560℃6h均匀化处理后热导率最高，温度过低或过高都对降低热导率。均匀化处理能消除晶内偏析，强化相Mg2Si会溶入基体中，针状含Fe相会变为球化。担当温度过高时，基体中的溶质原子增加，晶粒发生粗化，导电率较低。Al-Mg-Si固溶处理时，固溶温度越高，热导率越低，而强度随温度增加而增加，到达最大值后随温度增加而降低。固溶温度越高，过剩相溶入越充分，而温

度较低点会有部分相在晶界处不连续析出，对热传导有利，固溶温度最低点热导率最大。而强化相Mg2Si和合金元素最大限度溶入基体，且不发生过烧的温度，晶格畸变达到最大，强度最高。挤压Al-Mg-Si合金时效时，认为200℃温度最好。时效温度高，导热率随时效时间的增加而提高快，但时效时间过长时，因为部分强化相发生固溶而热导率降低；时效温度低，合金中的缺陷由于原子运动慢而得不到有效的修复。

利用铝合金为基体，利用碳化硅，碳和金刚石增强的金属基复合材料，具有高参量增强材料，可以通过添加高热导率的组分增强热导率，以及可控制的热膨胀系数等特点[44]。在金刚石/Al复合材料中，Tan等通过溶胶-凝胶法，在金刚石上引入了一个200nm厚、呈树枝状的W纳米层，有效地提高了金刚石和Al间的界面粘结性和减小了边界热阻。使用具有W纳米层的金刚石颗粒，含50％体积量金刚石的真空热压铝复合材料，热导率提高21%以上，从496W/mK到599 W/mK。利用Tzou[46]等通过沉积技术，精选沉积条件，可以1050铝基板提高导热性，有效降低CPU散热器中挤压铝产生的热耗散威胁。

高硅铝合金电子封装材料由于具有密度低、热膨胀系数小且可调、导热性好、以及较好的力学性能，可镀金、银、铜等，与基材可焊，具有加工性好、无毒等优良特点，符合电子封装技术朝小型化、轻量化、高密度组装化方向发展的要求。铝硅合金材料在电子封装材料方向具有良好的发展前景，受到越来越多人的重视，如航空航天和军事电子产品领域。

英国的Osprey公司通过离子沉积与热等静压两种方法结合，研制出热膨胀系数可控的CE合金,其广泛应用于航天航空、军用电子产品的封装材料，是目前性能最成熟、市场占有率最高的硅铝合金电子封装材料。

铝合金重力铸造综述

目录铝合金重力铸造综述 1.概述：---------------------------------------------------4 2.铝合金铸件金属型重力铸造工艺技术 ------------------------5 2.1铝合金铸件金属型铸造工艺设计---------------------------5 2.1.1铸件浇注位置-------------------------------------------5 2.1.2浇冒系统---------------------------------------------5 2.1.3砂芯的定位方式---------------------------------------6 2.1.4模具工作温度-----------------------------------------6 2.1.5模具的结构设计---------------------------------------6 2.1.6 铝合金浇注温度、浇注速度----------------------------6 2.2铝合金金属型设计及材料---------------------------------7 2.2.1金属型设计及制造-------------------------------------7 2.2.2金属型材料-------------------------------------------7 2.3 铝合金重力铸造制芯工艺--------------------------------7 2.3.1热芯-------------------------------------------------8 2.3.2 壳芯------------------------------------------------8 2.3.3 冷芯------------------------------------------------9 3.铝合金铸造工艺性能--------------------------------------10 3.1流动性-------------------------------------------------10 3.2收缩性-------------------------------------------------10 3.2.1体收缩-----------------------------------------------11 3.2.2线收缩-----------------------------------------------11 3.3 热裂性------------------------------------------------11 3.4 气密性------------------------------------------------12 3.5铸造应力-----------------------------------------------12 3.5.1热应力-----------------------------------------------12 3.5.2相变应力---------------------------------------------12 3.5.3收缩应力---------------------------------------------12 3.6 吸气性------------------------------------------------12 4.金属型重力铸造的优缺点 ---------------------------------13 4.1优点--------------------------------------------------13

各种常用金属材料及铝合金导热系数

目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。事实上，铝并不是导热系数最好的金属，效果最好的是银，其次是铜，再其次才是铝。但是银的价格昂贵，不太可能拿来做散热片；铜虽笨重，但散热效果和价格上有优势，现在也逐步用来做散热片了；而铝的重量非常轻，兼顾导热性和质量轻两方面，因此，才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的，因为纯铝太达于柔软，所以都会加入少量的其他金属，铸造而成为铝合金，以获得适当的硬度，不过铝还是占了约百分之九十八左右。导热系数的大小表明金属导热能力的大小，导热系数越大，导热热阻值相应降低，导热能力增强。在金属材料中，银的导热系数最高（表），但成本高；纯铜其次，但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5 铝合金，这是因为铝合金的加工性好（纯铝由于硬度不足，很难进行切削加工）、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高，综合运用各种导热系数高的材料，已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如，有的散热片底部采用纯铜，是为了发挥铜的导热系数大，传热量相对大的优点，而鳍片部分仍采用铝合金片，是为了加工容易，将换热面积尽可能做大，以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接，如果连接不好，接触热阻会大量产生，反而影响散热效果。各种常用金属材料及铝合金导热系数材料名称导热系数材料名称导热系数银99.9% 411 W/m.K 硬铝 4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝 4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061 型铝合金155 W/m.K 1070 型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050 型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063 型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好，但缺点就是价格太高，纯铜散热效果则次之，但已经算是非常优秀的了，不过铜片也有缺点：造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的，其中铝合金的热传导能力最好，好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。最好的散热材料并不是铝材。是银，接着是铜，金，再者就是铝。至于金和银，散热固然好，可是它的成本高，制作工艺复杂，最主要的还是成本问题，所以这两种材料是商家不大认同的。至于铜，目前市场上也不断的出现了纯铜的散热器，采用纯铜的材料并不见得好，铜的导热性能比起铝要快的多，但铜的散热没有铝快，铜可以快速的把热量带走，但无法在短时间内把本身的热量散去，这就很有可能造成在PC关机时热量在短时间内散不去，在CPU上方形成一个无形的热源。另外铜的可氧化性这是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态，从导热和

铸造铝合金现状及未来发展

21世纪铸造技术论坛特种铸造及有色合金　1998年第4期铸造铝合金现状及未来发展北京航空材料研究院Ξ　熊艳才ΞΞ　刘伯操摘　要　综述了传统铸造铝合金,A l2Si系,A l2Cu系等的研究现状和发展,介绍了先进铸造铝基复合材料的研究和应用前景。提出面对21世纪的挑战,铸造铝合金的研究和应用必须与先进的制造技术、工艺技术结合起来,使铸造铝合金这种传统的金属材料在新世纪焕发新的光彩。与此同时,随着现代工业的飞速发展,尚需不断地开发研究新合金。关键词:铸造铝合金　研究　开发 Rev iew and Prospect of Ca st A lu m i nu m A lloy X iong Yanca i　L iu Bochao (Be ij i ng I n stitute of Aeronautica lM a ter i a ls) ABSTRACT　T he p resen t research and developm en t of classic cast alum inum alloys,A l2Si,A l2Cu et al,have been review ed in th is p ap er.T he alum inum2m atrix com po sites has also been review ed.How2 ever,faced the challege of21st cen tu ry,the classic m aterial m u st be connected w ith the developm en t of advanced m anufactu re techno logy and casting p rocess techno logy.Fu rtherm o re,w ith the developm en t of m odern indu stry,new cast alum inum alloys need to be develop ed and researched. Key W ords:Ca st A lu m i nu m,Research,D evelp m en t 0　前　言铸造铝合金为传统的金属材料,由于其密度小、比强度高等特点,广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。随着现代工业及铸造新技术的发展,对铸造铝合金需求量越来越大。例如,80年代末到90年代初,在铸件总量停滞甚至下降的时候,日本的铝铸件产量一直保持着年递增10%左右的高增长率[1]。又以汽车工业为例,由于要降低能耗,汽车需减重,各国广泛地采用铝等有色铸件代替钢铁铸件。到2001年,小汽车总重将降低为800kg,其中钢铁零部件为200kg,铝合金零部件为275kg,镁合金将增为40kg[2]。而汽车零部件70%为铸件,由此可以看出,铸造铝合金的研究及应用将继续得到发展。铸造铝合金的研究一直备受关注,由于铝合金的熔点相对较低,故许多学者以其为对象研究铸造过程的机理。同时,为全面发挥铝合金潜力,在铝合金熔炼工艺及铸造工艺上的研究较多,如:铝合金净化、变质、细化、合金化、纯化等,这些先进的工艺技术研究旨在改善铸造合金的工艺性,进一步提高合金的性能,生产出优质铸件,以满足人们对铸件的越来越高的要求。此外,许多特种铸造铝合金也相继研制出,如高强度铸造铝合金Z L205A,Ρb可达500M Pa;耐热铸造铝合金Z L208,使用温度为250～350℃[3]。近年来,铸造铝合金的研究也得到相应的发展,其中发展较为迅速的是铸造铝基复合材料。铸造A l2Si基Si C颗粒增强复合材料的研究和应用相对成熟。随着Si C颗粒的加入,提高了合金的性能,尤其是刚性和耐磨性,并已应用到航空、航天、汽车等领域[4],具有广阔的应用前景。此外,一些新型特种功能的铸造铝合金材料也处于研究应用阶段。尽管铸造铝合金具有广阔的应用前景,但其研究与应用也面临着严峻的挑战。首先,随着现代工业的飞速发展,人们对铸件的可靠性等要求越来越高,同时对合金综合性能和特种性能的要求不断提高。如何使传统的铸造铝合金在新世纪继续保持发展势头,如何开发研制新合金满足各种需要,使得铸造铝合金这种传统的合金材料焕发新的光彩,是摆在我们面前的重要课题。 1 Ξ ΞΞ熊艳才　男,1966年11月生,湖北武昌人。1989年毕业于哈尔滨工业大学,1996在华中理工大学取得博士学位,现任北京航空材料研究院高级工程师。研究方向为铸造合金及工艺。在读期间曾研究了耐水砂磨损新型高铬白口铸铁,并研制出大型引黄用泵叶轮铸件;研究了铝合金液态质量控制技术等课题。工作期间以铸造铝合金及工艺的研究为主,从事铝锂合金、高强铝合金及工艺、大型复杂航空铝合金铸件的研究与开发工作,还开展了大型复杂航空铝合金铸件铸造过程的模拟与测试的研究工作,并应用快速成型技术进行了铸件的研制。已取得大型复杂航空铝合金铸件封闭型腔、细长孔铸造专利二项。在国内外学术刊物上发表论文10余篇。北京航空材料研究院,北京(100095) 收稿日期:1998-03-20

各材料的传热系数

各材料的传热系数 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

注：1K b—窗玻璃的传热系数，K c—窗的传热系数； 2表玻璃性能数据取自有关研究报告及厂家的产品样本，窗框对窗传热系数的影响是根据窗框比及窗框和玻璃的计算传热系数通过计算得出的，供参考； 3多层中空玻璃、其他玻璃品种及呼吸透明幕墙（双层皮玻璃幕墙）的性能可参考其他有关资料。

注：表玻璃性能数据取自有关研究报告，仅供参考。各种材料的导热系数导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料，而把导热系数在（m*k）度以下的材料称为高效保温材料。金属的热传导系数表：银 429 铜 401 金 317 铝 237 铁 80 锡 67 铅 diamond 钻石 2300 silver 银 429 cooper 铜 401 gold 金 317 aluminum 铝 237 物质温度导热系数物质温度导热系数亚麻布 50 落叶松木 0 木屑 50 普通松木 45 ～海砂 20 杨木 100 研碎软木 20 胶合板 0 压缩软木 20 纤维素 0 聚苯乙烯 100 丝 20 ～硫化橡胶 50 ～炉渣 50 镍铝锰合金 0 硬质胶 25 青铜 30 32～153 白桦木 30 殷钢 30 11 橡木 20 康铜 30 雪松 0 黄铜 20 70～183 柏木 20 镍铬合金 20 ～171 普通冕玻璃 20 1 石棉 0 ～石英玻璃 4 纸 12 ～燧石玻璃 32 皮棉重燧石玻璃矿渣棉 0 ～精制玻璃 12 毡汽油 12 蜡凡士林 12 纸板“天然气”油 12 皮革～甘油 0 冰煤油 100 新下的雪蓖麻油 500 填实了的雪橄榄油 0 瓷已烷 0 石蜡油二氯乙烷变压器油 90% 硫酸石油醋酸 18 石蜡硝基苯柴油机燃油二硫化碳沥青甲醇玄武岩四氯化碳拌石水泥三氯甲烷花岗石～氨气 * 丙铜水蒸汽 * ～苯重水蒸汽 * 水空气 * 聚苯板木工板重水硫化氢 * 表 2 窗体材料导热系数窗框材料钢材铝合金 PVC PA 松木导热系数 203 表 3 不同

铝合金导热系数

常用材料导热系数晨怡热管news/62/2006-10-2 2:06:06 日期:2006-3-24 8:20:17 来源:来自网络查看:[大中小] 作者：不详热度：常用材料导热系数 --深圳智通电子有限公司提供 Metal Material Conductivity（电导率）Density（密度）W/m-C kg/m 3 Aluminum, 2024, Temper-T3 121 +03 Aluminum, 2024, Temper-T351 143 +03 Aluminum, 2024, Temper-T4 121 +03 Aluminum, 5052, Temper-H32 138 +03 Aluminum, 5052, Temper-O 144 +03 Aluminum, 6061, Temper-O 180 +03 Aluminum, 6061, Temper-T4 154 +03 Aluminum, 6061, Temper-T6 167 +03 Aluminum, 7075, Temper-O 130 +03 Aluminum, 7075, Temper-T6 130 +03 Aluminum, A356, Temper-T6 128 +03 Aluminum, Al-Cu, Duralumin, 95%Al-5%Cu 164 +03 Aluminum, Al-Mg-Si, 97%Al-1%Mg-1%Si-1%Mn 177 +03 Aluminum, Al-Si, Alusil, 80%Al-20%Si 161 +03 Aluminum, Al-Si, Silumim, %Al-1%Cu 137 +03 Aluminum, Pure 220 +03 Beryllium, Pure 175 +03 Brass, Red, 85%Cu-15%Zn 151 +03 Brass, Yellow, 65%Cu-35%Zn 119 +03 Copper, Alloy, 11000 388 +03 Copper, Aluminum bronze, 95%Cu-5%Al 83 +03 Copper, Brass, 70%Cu-30%Zn 111 +03 Copper, Bronze, 75%Cu-25%Sn 26 +03 Copper, Constantan, 60%Cu-40%Ni +03 Copper, Drawn Wire 287 +03 Copper, German silver, 62%Cu-15%Ni-22%Zn +03 Copper, Pure 386 +03 Copper, Red brass, 61 +03

铝合金表面处理国内外应用现状

表面工程技术铝合金表面处理国内外研究应用现状Aluminum alloy surface treatment of domestic and foreignresearch and application status 学院名称：材料科学与工程学院专业班级：复合材料1101 学生姓名：曹成成学号：3110706055 指导教师：张松立 2014 年6 月

【摘要】综述了近年来铝合金表面改性技术取得的研究进展，介绍了镀层技术，转化膜处理技术、高能束表面处理技术等方法制备铝合金表面层的原理、特点及研究成果简要介绍了铝合金表面处理技术的新进展,重点介绍了铝合金的阳极氧化、电镀、化学镀和微弧氧化、激光熔覆等工艺。关键词:铝合金;表面处理;阳极氧化;电镀;化学镀;微弧氧化;激光熔覆前言铝是元素周期表中第三周期主族元素,为面心立方晶格,无同素异构转变,延展性好、塑性高,可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约1～3 nm 的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;铝是两性的,既易溶于强碱,也能溶于稀酸。铝在大气中具有良好的耐蚀性。纯铝的强度低,只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg 形成的Al-Mn、Al-Mg 合金具有很好的塑性和较高的强度,称为防锈铝合金,如3A21 ,5A05。硬铝合金的强度较防锈铝合金高,但防蚀性能有所下降,这类合金有Al-Cu-Mg 系如 2A11 ,2A12。Al-Cu-Mg- Zn 系为超硬铝,如7A04 ,7A09。新近开发的高强度硬铝,强度进一步提高,而密度比普通硬铝降低15 % ,且能挤压成型,可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li 合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。通过在铝中加入3 %～5 %(质量分数) 的比铝更轻的金属锂,就可以制造出强度比纯铝高20 %～25 % ,密度仅2. 5 t/ m3 的铝锂合金。这种合金用在大型客机上,可以使飞机的重量减少5 t 多,而载客人数不减。尽管铝合金材料具有密度小、热膨胀系数低、比刚度和比强度高等优点，但

镁铝合金和铝合金的散热比较

在镁合金会比铝合金散热性能好，这点我曾经拿过这种镁合金散热灯壳来做分析。1、根据公式：Q＝dvC△t = cm△t（dv=质量m），其中Q—热量；d=比重；V=体积；C=比热容；△t =(t1-t2)变化的温度；△t =Q/ dvC=Q/ mC，当相同体积与形状的AZ91D 与A380，如果在接受相同的热量Q时，二者变化的温度比为：△tMg /△tAl =dC（Al）/ dC（Mg）=2.74x0.23/1.81x1.05=1/3; AZ91D的比热容为0.25；A380的比热容为1,0. 即镁合金AZ91D与铝合金A380的温差比为1/3；问题就在于镁合金的散热器质量可以做的比铝合金还轻，在厚度与鳍片上的厚度，都还是薄壁，而且重量还是比较小时，这时C=Q / m△t的C值（比热容）就会加大，以目前设计的铝合金散热器的重量为一般镁合金重量的3倍。所以镁合金散热器的C值（比热容）就会是3倍的铝合金散热器的C值（比热容）。即使在理论上镁合金材料的C值（比热容）只有铝合金材料的1/3，但整体来说，其C值仍然与铝合金散热器一样。但问题就在与散热器的两端温差比又能代表什么？ 2、基本上AZ91D导热系数51W/mk；A380导热系数96.2W/mk；其导热的功能实际上是相差到一倍。这就表是对于相同体积与形状的情况下，AZ91D 与A380材料的散热器在热的传导上还是有差距。也就是当某热源生产的热量（温度）由散热片根部传递到顶部的速度，理论上A380比AZ91D会快一倍。即A380材料的散热器根部与顶部的温度差，比AZ91D材料的散热器小。任何的散热都靠热传导、热对流、热辐射的热量传播三种途径，虽然空气导热系数低，但能够尽快的通过空气的热对流、热辐射来传播热量才是散热解决的方式，而光只是去评比散热器根部与顶部的温度差，事实上，对整个散热装置是没有帮助的，因为散热最终的目标还是要空气来降低温度。这意味着由AZ91D材料制作的散热片根部的空气温度与顶部的空气温度温度差，比A380材料制作的散热片大，只会更会加速散热器内部与外部空气的扩散对流，使散热效率提高。这里就是散热效果不是完全去考虑从散热片根部传递到顶部的速度，而是如何在短时间内将热度排除与外界的空气多对流。以常州环球镁他们的设计就是尽量去缩短这个距离，让镁合金在体积比较小的情况下，厚度减少，鳍片数量减少。并尽量减少散热器里面的介质接触干扰，期能尽快地作出内部与外部空间的空气对流，并让散热器内部的高温空气直接与镁合金散热器对接，也达到与外界空气对流的效果。 3.实际测试情况： 3-1.我曾经对这种设计的LED灯镁合金散热器与一般的LED灯铝合金散热器进行温度变化测试。测试方式是对灯具进行100℃加热30min后,撤除热源，在室内空气温度25℃下，每隔30sce测定一次温度。结果镁合金散热器，其降温的速度明显大于铝合金散热器，而且在短时间就可以将整个散热器做空气对流的效果。3-2. LED球型灯泡的散热器重量越轻越好:我去称过常州环球镁的镁合金散热器

各种常用金属材料及铝合金导热系数

作品编号：DG13485201600078972981 创作者：玫霸* 目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。事实上，铝并不是导热系数最好的金属，效果最好的是银，其次是铜，再其次才是铝。但是银的价格昂贵，不太可能拿来做散热片；铜虽笨重，但散热效果和价格上有优势，现在也逐步用来做散热片了；而铝的重量非常轻，兼顾导热性和质量轻两方面，因此，才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的，因为纯铝太达于柔软，所以都会加入少量的其他金属，铸造而成为铝合金，以获得适当的硬度，不过铝还是占了约百分之九十八左右。导热系数的大小表明金属导热能力的大小，导热系数越大，导热热阻值相应降低，导热能力增强。在金属材料中，银的导热系数最高(表)，但成本高；纯铜其次，但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5铝合金，这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足，很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高，综合运用各种导热系数高的材料，已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如，有的散热片底部采用纯铜，是为了发挥铜的导热系数大，传热量相对大的优点，而鳍片部分仍采用铝合金片，是为了加工容易，将换热面积尽可能做大，以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接，如果连接不好，接触热阻会大量产生，反而影响散热效果。各种常用金属材料及铝合金导热系数材料名称导热系数材料名称导热系数银99.9% 411 W/m.K 硬铝4.5%Cu 177 W/m.K 纯铜398 W/m.K 铸铝4.5%Cu 163 W/m.K 金315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K 纯铝237 W/m.K 6061型铝合金155 W/m.K 1070型铝合金226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K 1050型铝合金209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K 6063型铝合金201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K 金和银的导热性能比较好，但缺点就是价格太高，纯铜散热效果则次之，但已经算是非常优秀的了，不过铜片也有缺点：造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的，其中铝合金的热传导能力最好，好的CPU 风冷散热器一般采用铝合金制作。

铝合金的研究现状及应用

科技广场２０１５．１２０引言随着工业化向现代化高速发展，节能减重环保型材料需求量剧增。这种需求，使得铝合金的用量逐年增加。铝在地壳中的含量很高，在所有金属元素中排第一，其年产量大于其他有色金属年产总和，且铝合金质轻无毒性易回收利用，满足轻量化环保型合金的发展应用。铝合金密度低、比强度高、熔点低、铸造性能好、力学性能佳、加工性能好、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良的特点使其广泛应用于交通运输、航海航天航空、化工工业、食品工业、电子通讯、复合材料、金属包装、建筑、输电行业、文体卫生等领域[1-2]。铝合金在所有金属材料中的使用排第二，仅次于钢铁[3]。由于冶炼铝生产工艺的优化以及技术水平的提高，降低了铝合金的成本，铝合金的应用越来越广泛。本文论述了铝合金的特点、分类、研究现状及应用，并提出铝合金未来研究方向。１铝合金的研究现状铝工业的发展进程不到两百年，但因其密度小、易导热导电、耐蚀性好，且能与其他金属形成优质铝基合金，因此，铝合金发展迅猛并广泛应用于汽车、船舶、火车、飞机、炼钢等领域，成为国富民强的重要材料。根据成分和工艺不同，可将铝合金分为铸造铝铝合金的研究现状及应用ＳｔａｔｕｓＱｕｏｏｆＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ白志玲 Bai Zhiling （六盘水师范学院，贵州六盘水553004）（Liupanshui Normal University，Guizhou Liupanshui553004）摘要：铝合金具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良等特点，在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用。本文叙述了铝合金的特点、分类，综述了铝合金的研究现状及应用，指出目前铝合金在发展中存在的问题，明确了铝合金的研究方向。关键词：铝合金；研究现状；应用中图分类号：TG146文献标识码：A文章编号：1671-4792（2015）12-0018-03 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Aluminum alloys have been widely used in marine,chemical industry,aerospace,metal packaging, transportation and other fields owing to their merits,such as low density,good mechanical property,good cutting property,non-toxic,recyclable,electrical conductivity,thermal conductivity,good corrosion resistance and so on. The paper introduces the characteristics and classification of aluminum alloys,as well as the status quo in its re-search and application,points out existing problems in the development,and puts forward directions for researches in the future. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Aluminum Alloys；Status Quo of Research；Application ★基金项目：六盘水师范学院高层次人才科研启动基金（编号：LPSSYKYJJ201417）；贵州省科技厅联合基金项目（黔科合LH字[2014]7460号）１８ DOI:10.13838/https://www.360docs.net/doc/df5689219.html,ki.kjgc.2015.12.004

铝合金的牌号、状态和性能要点

1铝的基本特性与应用范围铝是元素周期表中第三周期主族元素，原子序数为13，原子量为26.9815。铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，仅为2.7 g / cm3，约为铜或钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好；无磁性；基本无毒；有吸音性；耐酸性好；抗核辐射性能好；弹性系数小；良好的力学性能；优良的铸造性能和焊接性能；良好的抗撞击性。此外，铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用，下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。铝的基本特性及主要应用领域

3 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1变形铝合金的分类变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si合金（6×××系），Al-Zn-Mg合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3. 2中国变形铝合金的牌号表示法根据GB/T16474 —1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，

铝合金导热系数

常用材料导热系数晨怡热管 news/62/ 2006-10-2 2:06:06 Aluminum, 2024, Temper-T3 Aluminum, 2024, Temper-T351 Aluminum, 2024, Temper-T4 Aluminum, 5052, Temper-H32 Aluminum, 5052, Temper-O Aluminum, 6061, Temper-O Aluminum, 6061, Temper-T4 Aluminum, 6061, Temper-T6 Aluminum, 7075, Temper-O Aluminum, 7075, Temper-T6 Aluminum, A356, Temper-T6 Aluminum, Al-Cu, Duralumin, 95%Al-5%Cu Aluminum, Al-Mg-Si, 97%Al-1%Mg-1%Si-1%Mn Aluminum, Al-Si, Alusil, 80%Al-20%Si Aluminum, Al-Si, Silumim, %Al-1%Cu Aluminum, Pure Beryllium, Pure Brass, Red, 85%Cu-15%Zn Brass, Yellow, 65%Cu-35%Zn Copper, Alloy, 11000 Copper, Aluminum bronze, 95%Cu-5%Al Copper, Brass, 70%Cu-30%Zn Copper, Bronze, 75%Cu-25%S Copper, Constantan, 60%Cu-40%Ni Copper, Drawn Wire Copper, German silver, 62%Cu-15%Ni-22%Zn Copper, Pure Copper, Red brass, 日期 :2006-3-24 8:20:17 来源: 来自网络查看:[ 大中小] 作者：不详常用材料导热系数 -- 深圳智通电子有限公司提供 Metal Material 热度：（密度） Conductivity （电导率） Density W/m-C kg/m 3 121 +03 143 +03 121 +03 138 +03 144 +03 180 +03 154 +03 167 +03 130 +03 130 +03 128 +03 164 +03 177 +03 161 +03 137 +03 220 +03 175 +03 151 +03 119 +03 388 +03 83 +03 111 +03 26 +03 +03 287 +03 +03 386 +03 61 +03

铝及铝合金阳极氧化法综述

铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来，我国的铝氧化着色工艺技术发展较快，很多工厂已采用了新的工艺技术，并且在实际生产中积累了丰富的经验。已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多，可以根据实际生产需要，从中选取合适的工艺。在选取氧化工艺之前，应对铝或铝合金材质情况有所了解，因为，材料质量的优劣、所含成份的不同，是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的。关于这一点，洪九德、范济同志已有专门论述(参看《电镀与涂饰》1982年第2期P.27)。比如，铝材表面如有气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷，经阳极氧化后，所有疵病依然会显露出来。而合金成份，对阳极氧化后的表面外观，也产生直接的影响。比如，含1～2%锰的铝合金，氧化后呈棕蓝色，随铝材中含锰量的增加，氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。含硅0.6～1.5%的铝合金，氧化后呈灰色，含硅3～6%时，呈白灰色。含锌的呈乳浊色，含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调，含镍的呈淡黄色。一般而言，只有含镁和含钛量大于5%的铝含金，经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。在选择好铝及铝合金材料后，自然就要考虑到选取合适的阳极氧化工艺。目前，我国广泛应用的硫酸氧化法、草酸氧化法及铬酸氧化法，均在手册、书刊上有过详细的介绍，不必赘述。本文谨就目前在国内正在发展中的一些新工艺，以及国外的一些方法，作扼要的介绍。一、国内已发展的新工艺 (一)草酸-甲酸混合液交流快速氧化采用草酸-甲酸混合液，是因为考虑到甲酸是一种强氧化剂，在这样的槽液中，甲酸起到对氧化膜内层(阻挡层和障壁层)加速溶解，从而使成为多孔层(即氧化膜外层)的作用。这种槽液的导电率可以得到提高(即可提高电流密度)，使氧化膜能快速生成。与纯草酸氧化法相比，这种溶液能使生产率提高37.5%，减少电耗量(草酸氧化法耗电量为3.32度/平方米，此法为2度/平方米)，节约电力40%。工艺配方为:草酸4～5%、甲酸0.55%，三相交流44士2伏，电流密度2～ 2.5A/d㎡，温度30±2℃。 (二)混合酸氧化此法于1976年正式纳入日本国家标准，并为日本北星日轻家庭用品株式会社所采用。其特点是成膜快，膜的硬度、耐磨、耐腐蚀性能都比普通的硫酸氧化法高，膜层呈银白色，适用于印花、着色产品。我国铝制品行业赴日考察后，于1979年开始推荐使用。其推荐工艺配方为:H2SO4 10～20%，COOHCOOH·2H2O 1～2%，电压10～20V，电流密度1～3A/d㎡，温度15～30℃，时间30分钟。 (三)瓷质氧化瓷质氧化主要以铬酸、硼酸、草酸钛钾为电解质，用高电压和较高温度作电解处理。其膜层外观像瓷器上的釉，有高度的抗腐蚀性能，耐磨性能良好，膜层可用有机或无机的染料染色，使外观有特殊的光泽和色泽。目前多应用于铝炊具、打火机、金笔等产品上，很受群众喜爱。 (四)国防色氧化

高导热铝合金综述

高导热铝合金的一些理论与研究成果 1. 金属的导热机理当材料的相邻区域存在温度差时，热量就会从高温区域经接触部位流向低温区域，产生热传导。单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面积的热量就称为热导率（单位是W/(m·K)），式为热传递的表达公式。 ΔSΔt dx dT -λΔQ = 式中，?S 为截面积，?Q 为通过截面的能量，?t 为时间， dx dt 代表在x 方向传的温度，负号表示热量传递方向和温度梯度方向相反。金属材料内有着大量的自由电子存在，自由电子可以在金属中快速运动，可以快速实现热量的传递，晶格振动是金属热传递的另一种方式，但相对自由电子传递方式来说处于次要地位。金属中的自由电子在运动过程中会受到热运动原子和晶格缺陷的影响，可以将受到的热阻分为两类：晶格振功产生的热阻和杂质缺陷产生的热阻。通常情况下，合金中的合金元素比较多，所以以杂质产生的缺陷热阻为主，合金热导率随温度升高而升高。金属热传导主要靠自由电子完成，因而金属的导电系数和导热系数有着必然联系，事实上，大多数金属的导热系数和导电系数存在一个定值，就是Wiedemann-Franz 定律[39]，可以用式表示 LT =δ λ （）式中，λ为导热系数，δ为导电系数，L 为洛伦兹常数，对于铝L =×10-8 WΩ·K ，T 为绝对温度。由于热导率的测量比较复杂，测量结果准确度较差，而导电率的测量比较简单，Wiedemann-Franz 定律提供了一条测量热导率简便方法，可以通过测量导电率的间接测得热导率。 2. 研究意义

随着时代的发展与进步，人们对电脑等电子产品的要求与日俱增，电子产品的散热问题引起了人们的关注，目前的散热材料越来越很难满足散热要求，开发具有高强高导热的材料变得更加重要。铝具有密度小；耐腐蚀；易加工；导电和导热性好，仅次于Au、Ag和Cu；铝硅合金含Si量高，具有低熔点、耐蚀性好等特点，铝硅合金的优秀的铸造性、良好的加工性和耐热、耐磨的特性，使得铝硅合金具有非常广泛的应用。在含有Mg、Cu和Ni的铝硅合金，热处理强化提高合金的性能。而且与金、银和铜相比，Al还有着很好的性价比。因此，铝合金在高强高导热方向具有很好的发展前景。因此通过在铝硅合金熔炼，添加变质剂，合金元素，和热处理等工艺，以获得良好的导热性和力学性能的铸造铝硅合金，解决电子产品的散热问题，具有重要的理论意义和实际应用价值。 3.前人研究成果从现有文献上显示，铝合金中在导热或导电方面研究比较多的Al-Mg-Si系合金。一般来说，合金元素的掺入会引起杂质缺陷，对自由电子运动产生阻力，会降低合金中的热导率。Si和Mg是Al-Mg-Si系合金中的主要元素，对6063的研究显示，当Mg含量较小时，合金的热导率较高而强度稍低，Mg/Si质量比较大时，过量的Mg不仅会削弱Mg2Si效果，且会溶入到铝基体中，使合金的导热率下降。合金元素由析出态变为固溶态时，会引起热导率变小。当Mg/Si的质量比在时，微量的过剩Si和Fe、Mn形成Al12(FeMn)3Si相弥散在铝基体中，减小了Si、Fe、Mn元素在铝基体中的固溶度，且不易形成粗大的Al9Fe2Si相，合金的热导率较高。当硅过剩量较多时，过剩的硅不仅固溶于铝基体中，容易和Fe形成Al9Fe2Si相，热导率降低。另外，添加%的稀土会使得合金热导率达到最高，加少或加多导电率会有所下]。热处理对合金的强度和导热性有着重要影响，对Al-Mg-Si系合金进行均匀化处理，经过560℃6h均匀化处理后热导率最高，温度过低或过高都对降低热导率。均匀化处理能消除晶内偏析，强化相Mg2Si会溶入基体中，针状含Fe相会变为球化。担当温度过高时，基体中的溶质原子增加，晶粒发生粗化，导电率较低。Al-Mg-Si固溶处理时，固溶温度越高，热导率越低，而强度随温度增加而增加，到达最大值后随温度增加而降低。固溶温度越高，过剩相溶入越充分，而温

各型号铝合金性能

各型号铝合金性能 1.工业纯铝 L1（1070A）、L2（1060）、L3（1050A）、L4（1035）、L5（1200）、L6（8A06），为工业纯铝，具有高的可塑性、耐蚀性、导电性和导热性，但强度低、热处理不能强化，可切削性不好；适用于各种焊接方法，焊接性优良，易承受压力加工和引伸、弯曲；用于不承受载荷，但要求具有特种特殊性，如高可塑性、良好的焊接性、高的耐蚀性或高的导电、导热的结构元件，如电容器、电子管隔离罩、电线保护套管、电缆电线线芯、飞机通风系统零件等。 2.工业高纯铝 LG5（1A99）、LG4（1A97）、LG3（1A93）、LG2（1A90）、LG1（1A85）；为工业高纯铝，性能与工业纯铝相同，但杂质含量较工业纯铝少，主要用于科学研究，化学工业及其他特殊用途。 L4-1（1A30）：与L4不同之处，加严控制铁、硅含量，工艺和热处理条件特殊，保证有一个窄的抗拉强度范围，主要用于航天、航空和兵器工业纯铝膜片的板材。 L5-1（1100）：与L5不同是杂质含量不同，最适宜制作各种深冲制品。 3.包覆铝 LB1（7A01）、LB2（1A50）；用于超硬铝板和硬铝板的包铝板合金，其中LB1用于超硬铝板的包覆，LB2用于硬铝板的包覆，采用包覆的方法，主要是为了改善铝合金的抗腐蚀性能。其厚度一般为总厚度的2.5%~15%。 4.防锈铝（1）LF2（5A02）；铝镁系防锈铝，强度比工业纯铝稍高，具有较高的疲劳强度，塑性与耐蚀性高，热处理不能强化，适用于各种焊接方法，焊接性能良好，氩弧焊时有形成结晶裂纹的倾向，在冷作和半冷作状态下可切削性较好，退火状态下削切性不良，可抛光；用于液体工作中的容器和构件（如油箱、水箱、车辆内部装饰件等）。（2）LF3（5A03），性能与LF2相似，因含镁量略高，且加入了少量的硅，故焊接性比LF2好，用于液体工作中的中等强度焊接件，冷冲压的零件和骨架。（3）LF4（5083）、LF5-1（5056），含镁量高的铝镁系防锈铝，在不可热处理合金中属强度、耐蚀性和可削切性良好的一类合金，阳极处理后表面美观，电弧焊接性能良好，LF4主要用于自行车后盖和挡泥板等，LF5-1主要用于车把、大梁等结构件；这两个型号也常用于船舶、汽车、飞机、导弹等方面。

纯铝和铝合金的特性

铝目前是电子散热器使用最广泛的材料。铝的特性非常适合于制造散热器。导热性能好，价格便宜。下面介绍一下散热行业所使用的纯铝和铝合金的特性，一、纯铝：密度：铝是一种很轻的金属，密度为2.71克/厘米3，约为纯铜的1/3。导电导热性：铝的导热及导电性能好，当铝的截面和长度与铜相同时，铝的导电能力约为铜的61%，如果铝与铜的重量相同尔截面不同(长度相等)，则铝的导电能力为铜的200%。化学特性：抗大气腐朽性能好，因为其表面易形成致密的氧化铝膜，能阻止内部金属的进一步氧化，铝与浓硝酸、有机酸及食品基本不起反应。铝呈面心立方结构，工业用纯铝塑性极高(ψ=80%),很容易承受各种成型工艺，但其强度过低，σb约为69Mpa,故纯铝只能通过冷变形强化或合金化来提高其强度后，才可以作为结构材料; 铝是非磁性，无火花材料，且反射性能好，既能反射可见光，也能反射紫外线;铝中的杂质为硅和铁，当杂质含量越高时，其导电性，抗腐蚀性及塑性越低; 二、铝合金：如果在铝中加入适量的某些合金元素，再经过冷加工或者热处理，可以大幅度的改善某些特性，铝中最常用的合金元素为铜、镁、硅、锰、锌，这些元素有时单独加入，有时配合加入，除了上述元素外，有时还加入微量的钛、硼、铬等。根据铝合金的成分及生产工艺特点，可以分为铸造铝合金及形变铝合金两类。形变铝合金：这类铝合金通常通过热态或冷态的压力加工，即经过轧制，挤压等工序，制成板

材、管材、棒材以及各种型材使用，这类合金要求具有相当高的塑性，故合金含量较少。铸造铝合金则是将液态金属直接浇注在砂型中，制成各种形状复杂的零件，对这类合金要求具有良好的铸造性，即良好的流动性，合金含量少时，适宜做形变铝合金，合金含量多时，做铸造铝合金。铝合金的弹性模量小，仅相当于钢材的1/3，即在相同的截面下，加以相同的载荷，铝合金的弹性变形是钢的3倍，承受力不强，但抗震性能好。铝合金的硬度范围(包括退火和时效硬化状态)为20~120HB。最硬的铝合金比钢材还软。铝合金的抗拉强度极限为90Mpa(纯铝)到600Mpa(超硬铝)，与钢材相比差距较大。铝合金的熔点较低(一般在600℃左右，钢在1450℃左右)。铝合金在常温及高温下均具有优良的塑性，可以采用挤压法制成截面形状极为复杂、而且壁薄、尺寸精度高的结构零件。铝合金除有适宜的机械性能之外，还具有优良的耐腐蚀，导热导电及拋旋光性能。（信义通铝业提供）