Introducción
Los disipadores de calor son componentes vitales en los dispositivos electrónicos que ayudan a disipar el calor de los componentes sensibles y a regular la temperatura. Los disipadores de calor están hechos de metales, pero no todos los metales son iguales en lo que respecta a la conducción del calor. En este artículo, exploraremos los mejores metales para disipadores de calor y sus propiedades para ayudarlo a tomar decisiones informadas al seleccionarlos.
1. Cobre
El cobre es la opción más popular para fabricar disipadores de calor debido a su excelente conductividad térmica. El cobre tiene una conductividad térmica de 401 W/mk, más alta que la de cualquier otro metal. También tiene buena ductilidad, alta resistencia a la corrosión y baja expansión térmica. Los disipadores de calor de cobre se pueden mecanizar o extruir, lo que facilita a los fabricantes la creación de diseños complejos.
2. Aluminio
El aluminio es otra excelente opción para los disipadores de calor debido a su alta conductividad térmica de 205 W/mK. Los disipadores de calor de aluminio son livianos, fáciles de fabricar y tienen buena resistencia a la corrosión. Sin embargo, en comparación con el cobre, el aluminio tiene una conductividad térmica menor y un coeficiente de expansión térmica mayor.
3. Plata
La plata es un fantástico conductor de electricidad y energía térmica, lo que la convierte en una excelente opción para disipadores de calor. La plata tiene una conductividad térmica de 429 W/mK, superior a la del cobre, y también es muy dúctil. Sin embargo, la plata es un material caro y no se utiliza habitualmente en disipadores de calor, excepto en algunas aplicaciones de alta gama en las que el rendimiento es crucial.
4. Oro
El oro es un excelente conductor de calor y electricidad, pero es un material raro y caro, lo que lo convierte en una opción poco práctica para disipadores de calor. Tiene una conductividad térmica de 317 W/mk, inferior a la del cobre y la plata, y también es un metal muy blando con el que es difícil trabajar.
5. Tungsteno
El tungsteno tiene un punto de fusión muy alto y es una opción popular para disipadores de calor que funcionan a temperaturas extremadamente altas. Tiene una conductividad térmica de 174 W/mk, inferior a la del cobre y el aluminio, y es relativamente caro. Los disipadores de calor de tungsteno son densos y pesados, lo que los hace inadecuados para algunas aplicaciones.
6. Níquel
El níquel es una opción popular para disipadores de calor que se utilizan en entornos hostiles o corrosivos debido a su excelente resistencia a la corrosión. Tiene una conductividad térmica de 90,9 W/mk, inferior a la del cobre y el aluminio. El níquel también es relativamente denso y caro.
7. Grafito
El grafito es una alternativa de bajo costo a los disipadores de calor de metal, es liviano y tiene una alta conductividad térmica de hasta 1700 W/mk. Es una excelente opción para aplicaciones que requieren disipadores de calor livianos y de alto rendimiento. El grafito no es tan fuerte como los metales y puede ser quebradizo, lo que dificulta su trabajo.
8. Diamante
El diamante es un excelente conductor del calor y tiene la conductividad térmica más alta de todos los materiales conocidos, hasta 2000 W/mk. Sin embargo, los diamantes son caros y difíciles de trabajar, lo que los hace poco prácticos para la mayoría de las aplicaciones de disipación de calor.
9. Zinc
El zinc es una alternativa económica a los disipadores de calor de cobre y aluminio, ya que tiene una conductividad térmica de 116 W/mk. Los disipadores de calor de zinc son relativamente fáciles de mecanizar y tienen buena resistencia a la corrosión. Sin embargo, el zinc tiene una conductividad térmica menor que el cobre y el aluminio, lo que lo hace inadecuado para aplicaciones de alto rendimiento.
10. Magnesio
El magnesio es un metal ligero con una conductividad térmica de 156 W/mk, inferior a la del cobre y el aluminio. Los disipadores de calor de magnesio son relativamente económicos, pero tienen poca resistencia a la corrosión y son difíciles de manipular.
Conclusión
Al seleccionar un metal para su disipador de calor, es esencial considerar cuidadosamente los requisitos de la aplicación. El cobre y el aluminio son las opciones más populares debido a su excelente conductividad térmica, bajo costo y facilidad de fabricación. La plata y el tungsteno son excelentes opciones para aplicaciones de alto rendimiento que requieren una conductividad térmica superior, mientras que el níquel, el grafito, el zinc y el magnesio son alternativas de bajo costo adecuadas para aplicaciones menos exigentes.