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不同表面处理对散热的影响

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1         概述

材料表面处理不同，表面的辐射率也会不同，导致辐射散热能力也会不同。

铝导电氧化、铝阳极氧化、铝表面喷塑喷漆，这些表面处理对辐射散热到底有怎样的影响，需通过实验数据给出答案。

对同样形状的铝块+粗糙表面、铝块+光滑表面、铝块+导电氧化、铝块+本色阳极氧化、铝块+亮黑阳极氧化、铝块+喷砂无光黑色阳极氧化、铝块+白色喷塑、铝块+黑色喷塑、不锈钢块光滑表面进行散热实验，得出不同表面处理对辐射散热的影响。

2         实验方案

散热块尺寸为 61*61*10mm，表面积约为100cm2，使用稳压电源给加热电阻供电，调节加热功率为5W（5.12V*0.97A），散热块的实物以及实验照片如图1、2所示。待温度稳定之后，记录散热块的表面温度。

实验环境：

封闭房间，不开窗、不开门、不开空调，对流相对较弱。室温。

由于没有足够多的实验设备同时对所有散热块进行实验，只能用一套测试设备在不同时间对各个散热块进行实验，这样一来，就不可避免的存在各个散热块的外界散热条件不同，比如房间内对流情况不同、环境温度变化以及温度稳定情况主观判断差异等。

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图1 散热块实物照片

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图2 实验照片

3         实验结果及分析

室温下，各个热电偶一致性在0.5℃之内。

实验数据如表2所示，其中黑色阳极氧化（包括亮黑或和无光两种）和黑色、白色喷塑的散热块表面温升最低，约为35℃；其次为本色阳极氧化，为37.1℃；然后为不锈钢散热块，温升为43.1℃；表面温升最高的为导电氧化和铝光滑表面以及粗糙表面的散热块，约为45℃。

同时，在实验中，使用红外测温仪（如图3），调节辐射率，直到测得散热块的表面温度和热电偶测得的数值较为接近，将该辐射率作为此散热块表面的辐射率的参考值，见表2。

表2 温度数据

温度	铝+光滑表面	铝+粗超表面	铝+导电氧化	铝+黑色喷塑	铝+白色喷塑	铝+亮黑阳极氧化	铝+喷砂黑色无光阳极氧化	铝+绿色阳极氧化	铝+本色阳极氧化	不锈钢
环境温度	31.4	32.6	31.8	30.4	29.7	32.9	32.2		31.7	32.6
测温点1	76.4	76.6	76	65.2	64.1	67.2	66.6		68.4	73.9
测温点2	77.1	78.2	77.6	65.4	64.2	68.2	67.3		69.2	77.4
平均温升	45.4	44.8	45.0	34.9	35.4	34.8	34.8		37.1	43.1
红外测温仪	辐射率0.1~0.2之间，温度平均值主观判断接近77℃，但是温度值跳动非常大			对于黑色无光阳极氧化；辐射率0.8，温度值69.1；辐射率0.85，温度值66.8；辐射率0.9，温度值64.6；
其中铝光滑表面粗糙度为1.6，粗糙表面粗糙度为6.3~12.5。

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图 3 红外测温仪

4         结论1、黑色阳极氧化（包括亮黑或和无光两种）和黑色、白色喷塑的散热块的表面辐射率最高，约为0.85，表面辐射散热能力最强；本色阳极氧化其次；然后为不锈钢表面；表面辐射散热能力最差的为导电氧化和铝光滑表面以及粗糙表面。具体数据见表2

西戈壁

由此看来铝粗糙表面散热快，抛光发动机会导致散热慢

飞釜狩猎

西戈壁 发表于 2016-3-11 11:26
由此看来铝粗糙表面散热快，抛光发动机会导致散热慢

铝+亮黑阳极氧化，平均温升最低？？

飞釜狩猎

这个实验结论，击溃了很多固有理论{:5_199:}