在智能手機性能不斷提升的當(dāng)下,高負荷運行帶來的發(fā)熱問題愈發(fā)凸顯。手機發(fā)熱不僅影響用戶握持手感,嚴重時還會導(dǎo)致處理器降頻,使手機運行速度變慢、電池續(xù)航縮短,甚至影響手機內(nèi)部元件的使用壽命。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),手機廠商不斷探索高效散熱方案,鋁壓鑄件憑借獨特優(yōu)勢,在手機散熱領(lǐng)域嶄露頭角。
一、鋁壓鑄件用于手機散熱的原理
鋁壓鑄件是以鋁為基礎(chǔ),融入多種合金元素(如硅、錳、鎂等),經(jīng)壓鑄工藝制成。其散熱原理基于鋁合金良好的導(dǎo)熱性能,能夠快速將手機內(nèi)部熱源(如處理器、電池等)產(chǎn)生的熱量吸收并傳導(dǎo)出去。當(dāng)手機運行發(fā)熱時,鋁壓鑄件接觸熱源,熱量通過熱傳導(dǎo)從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域轉(zhuǎn)移,鋁合金原子振動傳遞能量,使熱量在鋁壓鑄件中擴散。同時,鋁壓鑄件常搭配散熱鰭片、石墨片等其他散熱組件,進一步擴大散熱面積,加速熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中,實現(xiàn)高效散熱。
二、鋁壓鑄件在手機散熱中的應(yīng)用優(yōu)勢
(一)出色的導(dǎo)熱性能
鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)較高,相比常見的手機結(jié)構(gòu)材料如鎂合金、塑料等,導(dǎo)熱能力優(yōu)勢顯著。以華為榮耀 6 為例,其采用一體化高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金支架,該鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)是鎂合金的 2.1 倍、不銹鋼的 7.4 倍,能大幅提升手機散熱性能,有效將處理器等熱源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去,避免熱量集中,降低手機整體溫度。
(二)良好的機械性能
鋁壓鑄件具備較高強度和韌性,在保障手機結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的同時,不會因增加散熱組件而使手機變得笨重。它能承受一定外力沖擊,保護手機內(nèi)部精密元件,確保在日常使用中,即使手機不慎掉落或受到碰撞,內(nèi)部散熱結(jié)構(gòu)也不易損壞,維持正常散熱功能。例如一些采用鋁壓鑄中框的手機,不僅散熱效果好,還能為手機提供可靠的結(jié)構(gòu)支撐。
(三)精準的成型能力
壓鑄工藝可使鋁液在高壓下快速填充模具型腔,從而制造出形狀復(fù)雜、尺寸精確的散熱部件。手機內(nèi)部空間緊湊,對散熱組件設(shè)計要求*高。鋁壓鑄件能精準滿足這一需求,如在手機主板屏蔽罩、電池蓋等部位,通過壓鑄工藝可制成帶有特殊散熱筋、凹槽等結(jié)構(gòu)的鋁壓鑄件,增大散熱面積,優(yōu)化散熱路徑,提升散熱效率。
(四)較高的性價比
與部分高端散熱材料(如銅合金)相比,鋁合金成本較低,且壓鑄工藝成熟,生產(chǎn)效率高,能有效降低生產(chǎn)成本。大規(guī)模生產(chǎn)時,鋁壓鑄件在保證良好散熱性能的同時,可控制手機整體成本,使消費者能以更合理價格購買到散熱性能出色的手機,這也是眾多手機廠商青睞鋁壓鑄件的重要原因之一。
三、鋁壓鑄件在手機散熱中的實際應(yīng)用案例
(一)一加 Ace 的高導(dǎo)熱壓鑄鋁中框
一加 Ace 采用高導(dǎo)熱壓鑄鋁中框,作為內(nèi)部熱量出口,配合品牌史上*大的 35198.2m㎡散熱面積(其中 VC 液冷面積達 4129.8m㎡,提升 31%)以及全球**的超晶石墨散熱材料(散熱性能較傳統(tǒng)石墨片提升 60%),成功解決游戲掉幀問題。在游戲等高負荷場景下,高導(dǎo)熱壓鑄鋁中框快速將內(nèi)部熱量導(dǎo)出,與其他散熱組件協(xié)同工作,使手機能長時間保持高性能運行,機身溫度得到有效控制,為用戶帶來流暢游戲體驗。
(二)華為榮耀 6 的一體化壓鑄鋁合金支架
華為榮耀 6 通過采用熱源均勻分散的 L 型架構(gòu)和一體化高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金支架,結(jié)合熱凝膠系統(tǒng)、雙散熱石墨片及側(cè)邊降溫設(shè)計,在散熱方面表現(xiàn)出眾。高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金支架將芯片等熱源產(chǎn)生的熱量快速傳導(dǎo)至其他散熱組件,再通過石墨片等將熱量均勻分散并散發(fā)出去。測試數(shù)據(jù)顯示,與當(dāng)時同類型安卓手機相比,榮耀 6 后殼整體溫度更為緩和,在充電和運行 3D 游戲時,溫度控制優(yōu)勢明顯,證明了鋁壓鑄件在手機散熱中的顯著成效。
四、鋁壓鑄件在手機散熱應(yīng)用中的挑戰(zhàn)與改進方向
(一)與其他散熱材料的協(xié)同問題
盡管鋁壓鑄件自身散熱性能良好,但在手機復(fù)雜散熱系統(tǒng)中,與其他散熱材料協(xié)同配合時可能存在熱阻不匹配等問題。例如,鋁與石墨片、散熱硅膠等材料連接處,因熱膨脹系數(shù)差異,長時間使用后可能出現(xiàn)接觸不良,影響熱量傳遞效率。未來需研發(fā)更適配的連接材料和工藝,優(yōu)化不同散熱材料界面設(shè)計,降低熱阻,增強協(xié)同散熱效果。
(二)散熱效率的進一步提升
隨著手機性能持續(xù)提升,對散熱要求越來越高,現(xiàn)有鋁壓鑄件散熱效率面臨挑戰(zhàn)??蓮膬?yōu)化鋁合金成分和壓鑄工藝入手,研發(fā)新型鋁合金材料,提高其導(dǎo)熱系數(shù);改進壓鑄工藝,使鋁壓鑄件內(nèi)部組織更致密,減少缺陷,提升散熱性能;還可通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計,如設(shè)計更高效的散熱鰭片形狀、排列方式,進一步增大散熱面積,提高散熱效率。
五、結(jié)論
鋁壓鑄件憑借良好的導(dǎo)熱性能、機械性能、成型能力及性價比優(yōu)勢,在手機散熱中發(fā)揮著重要作用。從實際應(yīng)用案例來看,它能有效幫助手機降低溫度,提升性能穩(wěn)定性,為用戶帶來更好使用體驗。盡管目前存在一些挑戰(zhàn),但隨著材料科學(xué)和制造工藝的不斷進步,通過優(yōu)化與其他散熱材料協(xié)同、提升自身散熱效率等改進措施,鋁壓鑄件在手機散熱領(lǐng)域有望發(fā)揮更大作用,持續(xù)助力智能手機性能提升,滿足用戶對高性能、低發(fā)熱手機的需求。
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