在智能手機性能不斷提升的當下,高負荷運行帶來的發熱問題愈發凸顯。手機發熱不僅影響用戶握持手感,嚴重時還會導致處理器降頻,使手機運行速度變慢、電池續航縮短,甚至影響手機內部元件的使用壽命。為應對這一挑戰,手機廠商不斷探索高效散熱方案,鋁壓鑄件憑借獨特優勢,在手機散熱領域嶄露頭角。
一、鋁壓鑄件用于手機散熱的原理
鋁壓鑄件是以鋁為基礎,融入多種合金元素(如硅、錳、鎂等),經壓鑄工藝制成。其散熱原理基于鋁合金良好的導熱性能,能夠快速將手機內部熱源(如處理器、電池等)產生的熱量吸收并傳導出去。當手機運行發熱時,鋁壓鑄件接觸熱源,熱量通過熱傳導從高溫區域向低溫區域轉移,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,加速熱量散發到周圍環境中,實現高效散熱。
二、鋁壓鑄件在手機散熱中的應用優勢
(一)出色的導熱性能
鋁合金的導熱系數較高,相比常見的手機結構材料如鎂合金、塑料等,導熱能力優勢顯著。以華為榮耀 6 為例,其采用一體化高導熱壓鑄鋁合金支架,該鋁合金導熱系數是鎂合金的 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生的熱量傳導出去,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,在保障手機結構穩固的同時,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,內部散熱結構也不易損壞,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構支撐。
(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,從而制造出形狀復雜、尺寸精確的散熱部件。手機內部空間緊湊,對散熱組件設計要求*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、凹槽等結構的鋁壓鑄件,增大散熱面積,優化散熱路徑,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,生產效率高,能有效降低生產成本。大規模生產時,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用案例
(一)一加 Ace 的高導熱壓鑄鋁中框
一加 Ace 采用高導熱壓鑄鋁中框,作為內部熱量出口,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,高導熱壓鑄鋁中框快速將內部熱量導出,與其他散熱組件協同工作,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 型架構和一體化高導熱壓鑄鋁合金支架,結合熱凝膠系統、雙散熱石墨片及側邊降溫設計,在散熱方面表現出眾。高導熱壓鑄鋁合金支架將芯片等熱源產生的熱量快速傳導至其他散熱組件,再通過石墨片等將熱量均勻分散并散發出去。測試數據顯示,與當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用中的挑戰與改進方向
(一)與其他散熱材料的協同問題
盡管鋁壓鑄件自身散熱性能良好,但在手機復雜散熱系統中,與其他散熱材料協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,因熱膨脹系數差異,長時間使用后可能出現接觸不良,影響熱量傳遞效率。未來需研發更適配的連接材料和工藝,優化不同散熱材料界面設計,降低熱阻,增強協同散熱效果。
(二)散熱效率的進一步提升
隨著手機性能持續提升,對散熱要求越來越高,現有鋁壓鑄件散熱效率面臨挑戰。可從優化鋁合金成分和壓鑄工藝入手,研發新型鋁合金材料,提高其導熱系數;改進壓鑄工藝,使鋁壓鑄件內部組織更致密,減少缺陷,提升散熱性能;還可通過創新結構設計,如設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、結論
鋁壓鑄件憑借良好的導熱性能、機械性能、成型能力及性價比優勢,在手機散熱中發揮著重要作用。從實際應用案例來看,它能有效幫助手機降低溫度,提升性能穩定性,為用戶帶來更好使用體驗。盡管目前存在一些挑戰,但隨著材料科學和制造工藝的不斷進步,通過優化與其他散熱材料協同、提升自身散熱效率等改進措施,鋁壓鑄件在手機散熱領域有望發揮更大作用,持續助力智能手機性能提升,滿足用戶對高性能、低發熱手機的需求。
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