1. انتخاب مواد: تعادل بین هدایت حرارتی بالا و مقاومت در برابر حرارت
1.1 ماده آلیاژ آلومینیوم
آلیاژ آلومینیوم به دلیل هدایت حرارتی خوب ، وزن سبک ، مقاومت در برابر خوردگی و پردازش آسان ، به یک ماده مشترک برای پوسته های میکرو حرکتی تبدیل شده است. به طور خاص ، انواع خاصی از آلیاژهای آلومینیوم ، مانند آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 ، دارای ضریب هدایت حرارتی تا حدود 200W/mk هستند که بسیار بالاتر از فولاد معمولی است. این ماده می تواند به طور موثرتری گرمای تولید شده در داخل موتور را به سطح پوسته انجام دهد و سپس آن را از طریق همرفت یا تابش هوا از بین ببرد.
1.2 ماده مس
مس دارای هدایت حرارتی برتر تر است و هدایت حرارتی آن می تواند به بیش از 400W/mk برسد ، که بیش از دو برابر آلومینیوم است. با این حال ، مس گران تر است ، چگالی بالایی دارد و پردازش آن دشوار است ، بنابراین به ندرت در پوسته میکرو موتور استفاده می شود. با این حال ، می توان از استفاده از درج های مس یا روکش ها در برخی از قطعات کلیدی اتلاف گرما برای بهبود راندمان اتلاف گرمای محلی در نظر گرفت.
1.3 پلاستیک هدایت حرارتی بالا
با توسعه علم مواد ، برخی از پلاستیک های هدایت حرارتی بالا نیز پدیدار شده اند. این پلاستیک ها با افزودن پرکننده های رسانا از نظر حرارتی (مانند گرافیت ، فیبر کربن و غیره) هدایت حرارتی خود را بهبود می بخشند. اگرچه ضریب هدایت حرارتی آنها هنوز هم پایین تر از مواد فلزی است ، اما آنها مزایای وزن سبک ، عایق خوب و پردازش و قالب گیری آسان را دارند. آنها می توانند به عنوان یک جایگزین در برخی از موتورهای میکرو که به وزن و عایق نیاز دارند استفاده شود.
2. درمان مواد: بهبود هدایت حرارتی و استحکام مکانیکی
2.1 درمان سطح
تصفیه سطح پوسته های فلزی ، مانند آنودایزاسیون ، ماسهبازی ، آبکاری و غیره ، نه تنها می تواند مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی شناسی پوسته میکرو حرکتی را بهبود بخشد ، بلکه هدایت حرارتی آن را تا حدی بهبود می بخشد. به طور خاص ، آنودایزاسیون می تواند یک فیلم اکسید آلومینیوم متراکم روی سطح فلز تشکیل دهد. این فیلم نه تنها عایق خوبی دارد ، بلکه باعث افزایش منطقه تماس با هوا از طریق ساختار ریز می شود و از این طریق باعث افزایش راندمان اتلاف گرما می شود.
2.2 عملیات حرارتی
عملیات حرارتی پوسته های فلزی ، مانند فرونشست و خویشتن داری ، می تواند ساختار داخلی آن را تنظیم کرده ، سختی و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد و همچنین به بهبود هدایت حرارتی آن کمک کند. با این حال ، لازم به ذکر است که فرآیند عملیات حرارتی ممکن است تأثیر مشخصی بر دقت بعدی و پایداری شکل پوسته داشته باشد ، بنابراین باید در طول پردازش به شدت کنترل شود.
iii ترکیب مادی: دستیابی به عملکرد چند منظوره و بهبود کارآیی اتلاف گرما
3.1 مواد کامپوزیت پلاستیک فلزی
ترکیبی از فلز و پلاستیک می تواند از مزایای هر دو استفاده کند. به عنوان مثال ، لایه ای از پلاستیک هدایت حرارتی بالا بر روی پوسته فلزی تزریق می شود ، که نه تنها می تواند هدایت حرارتی بالای فلز را حفظ کند ، بلکه از وزن سبک ، عایق و پردازش آسان پلاستیک نیز استفاده می کند. این پوسته کامپوزیت چشم انداز کاربرد خوبی در Micro Motors دارد.
3.2 مواد کامپوزیت چند لایه
از طریق فناوری کامپوزیت چند لایه ، مواد مختلف به نسبت خاصی قرار گرفته و دستور می دهند پوسته ای با عملکرد اتلاف گرمای عالی و قدرت مکانیکی تشکیل دهند. به عنوان مثال ، یک لایه فلزی با هدایت حرارتی بالا می تواند با یک لایه سرامیکی با ضریب انبساط حرارتی کم برای بهبود پایداری حرارتی و راندمان اتلاف گرما پوسته ترکیب شود. با این حال ، لازم به ذکر است که هزینه پردازش مواد کامپوزیت چند لایه زیاد است ، و دقت پردازش و الزامات فرآیند نیز زیاد است.
IV اقدامات احتیاطی برای انتخاب مواد و بهینه سازی
4.1 ملاحظات هزینه
هنگام انتخاب و بهینه سازی مواد پوسته ، باید فاکتور هزینه کاملاً در نظر گرفته شود. اگرچه مواد فلزی با هدایت حرارتی بالا اثرات اتلاف حرارت خوبی دارند ، اما گران هستند. در حالی که مواد پلاستیکی هزینه کم دارند ، اما هدایت حرارتی آنها محدود است. بنابراین ، لازم است ضمن اطمینان از راندمان اتلاف گرما ، به طور جامع مقرون به صرفه بودن را در نظر بگیرید.
4.2 ملاحظات پردازش
مواد مختلف دارای مشکلات مختلف پردازش و هزینه های پردازش هستند. به عنوان مثال ، آلیاژهای آلومینیوم به راحتی پردازش و فرم می شوند ، اما در هنگام برش مستعد ابتلا به آروغ و تغییر شکل هستند. به دلیل سختی زیاد ، مواد مس دشوار است. بنابراین ، هنگام انتخاب مواد ، لازم است که عملکرد و پردازش آنها را به طور کامل در نظر بگیرید.
4.3 ملاحظات سازگاری
هنگام انتخاب مواد پوسته ، لازم است که سازگاری آن با سایر اجزای داخل موتور پوسته میکرو موتور را در نظر بگیرید. به عنوان مثال ، پوسته فلزی ممکن است بر میدان الکترومغناطیسی داخل موتور تأثیر بگذارد. در حالی که پوسته پلاستیکی باید در نظر بگیرد که آیا عملکرد عایق و مقاومت دما با نیازهای موتور سازگار است. $ $
