CN1566385A - 具有高热传导率的铝材材料 - Google Patents

Abstract

一种具高热传导率的铝材材料，主要是以纯铝为基础，其余的元素按重量百分比分别为钪含量为0.01－0.5％、硅含量为0.01－0.5％、镁含量为0.01－0.5％、锆含量为0.01－0.5％、铜含量0.01－0.5％；再由98.01－99.95％的铝组成的合金，其可增加热传导率，并能使铝晶粒更细化(小于0.1纳米)，使加工容易，具有产业的利用价值。

Description

具有高热传导率的铝材材料

技术领域

本发明涉及一种具有高热传导率的铝材材料。

背景技术

铝合金已长时间使用于制造热交换器散热片，例如汽车散热器、冷却器、蒸发器等。常规的散热器的散热片经焊接可获得高强度、良好的可焊接性及耐弯曲性。为了达到此目的所使用的铝合金通常含有高含量的锰。实际使用中的铝合金为AA3003。此种合金具有良好的焊接性能；但是其热传导率相当低。以往热传导率并不是严重的问题，因为，汽车热交换器性能的主要热障碍为散热片至空气的热传递。最近，对散热器而言，已经有提高热传递效率的需求。这些新时代的散热器需要具有高强度以及高热传导率的新散热片原料。

就目前的信息产业而言，随着计算机的不断进步，使计算机中央处理器CPU的需求也随着增长，当然在速度不断提高下，其散热问题无法获得有效的解决。

现有技术中，Morris等人的美国专利3989548号，提出一种含Fe、Si、Mn及Zn的铝合金。该铝合金具有较高的Mn含量，且其具有适当的强度但却热传导率较差。此种铝合金不适合制作散热片。

另有一种据称是适合制作热交换器散热片的铝合金，如Morris等人的美国专利4126487所介绍的铝合金。此种铝合金含Fe、Si、Mn及Zn。其中更佳为亦含某些用来增加强度的Cu及Mg。根据GB1524355专利，Cu可存在量至多达0.3％，其对极薄的散热片是不利的。

另外，对于后加工而言，虽然纯铝可达到较佳电导率(约63％IACS)，但其强度低因此加工不易，故多数的1000系列的纯铝系，仅能用于溶接线、导电材等后加工。对于散热片则很少应用。

发明内容

为了克服现有的铝合金存在的强度较佳，但散热效果差，且不易加工的缺点，本发明提供一种具有高热传导率的铝材材料，其具有高热传导率及易加工的优点。

本发明是关于一种具高热传导率的铝材材料，其中可适用于现有的常规加工方式，如：挤制、冲压、锻造、铸造及压铸方式，并可成型各种不同需求的铝件，如：中空及实心挤形件、冲压件、锻造件、铸造件及压铸件…等。

本发明是以纯铝为基础，并配合特殊元素，即可达到一种热传导率佳且易加工的铝合金。当然本发明考虑的重点在于，为满足热传导的需求，如果仅单纯修改常规铝合金成份，如将AA3003的Mn含量降低，则其强度太低仍无法符合后加工上的需求，因此所采用的元素必须是一种热阻性低的元素，以便能达到提高强度而不会降低热传导率的特殊元素。

在本发明中，主要是以纯铝为基础，配合0.01-0.5％的钪，并再添加0.01-0.5％的锆，再配合其它不同的元素，还包括如下成份：

钪含量为0.01-0.5％、硅含量为0.01-0.5％、镁含量为0.01-0.5％、锆含量为0.01-0.5％、铜含量0.01-0.5％、铝含量为98-99.95％。以上各元素的含量均为重量百分比。

借由上述的成份组成后，可增加其散热片约20％的散热效果，同时使铝晶粒更细化(小于0.1纳米)，加工容易，达到更佳的热传导率。

具体实施方式

本发明是有关于一种具高热传导率的铝材材料，其重量百分比如下：

钪含量为0.2％，其可在增加合金的塑性变形时，同时减少热阻抗，而达到较佳的热传导率，并改善硬度及耐热性。

硅含量为0.2％，镁含量为0.1％，主要均用于增加为合金强度。

锆含量为0.3％；主要可提高材料的强度及耐蚀性、耐蚀膜的导热性并降低表面状态对腐蚀的敏感性。

铜含量0.3％；添加铜可于经过热处理加工，增加强度，用于飞机及要求重量轻，强度大的机械配件。

铝含量为98.9％。

而铝主要是配合其流动性，而可作适当的调整。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种具有高热传导率的铝材材料，其特征是，按重量百分比，

其化学组分为：钪0.01-0.5％、硅0.01-0.5％、镁0.01-0.5％、锆0.01-0.5％、铜0.01-0.5％、铝是98-99.95％。