1. اختيار المواد: التوازن بين الموصلية الحرارية العالية ومقاومة الحرارة
1.1 مادة سبيكة الألومنيوم
أصبحت سبيكة الألومنيوم مادة شائعة للقذائف الحركية الصغيرة بسبب الموصلية الحرارية الجيدة ، والوزن الخفيف ، ومقاومة التآكل ، وسهولة المعالجة. على وجه الخصوص ، تحتوي أنواع معينة من سبائك الألومنيوم ، مثل سبيكة الألومنيوم 6061-T6 ، على معامل توصيل حراري يصل إلى حوالي 200 واط/م ، وهو أعلى بكثير من الصلب العادي. يمكن أن يقوم بشكل أكثر فعالية بإجراء الحرارة المتولدة داخل المحرك على سطح القشرة ، ثم تبددها من خلال الحمل الحراري أو الإشعاع.
1.2 المواد النحاسية
يتمتع النحاس بتوصيل حراري أكثر تفوقًا ، ويمكن أن تصل الموصلية الحرارية إلى أكثر من 400 واط/م ، أي أكثر من ضعف ضعف الألمنيوم. ومع ذلك ، فإن النحاس أغلى ثمناً ، ولديه كثافة عالية ويصعب معالجته ، لذلك نادراً ما يتم استخدامه بمفرده في قشرة المحرك الصغيرة. ومع ذلك ، يمكن اعتباره استخدام إدراج النحاس أو الطلاء في بعض أجزاء تبديد الحرارة الرئيسية لتحسين كفاءة تبديد الحرارة المحلية.
1.3 بلاستيك الموصلية الحرارية العالية
مع تطوير علوم المواد ، ظهرت بعض المواد البلاستيكية الموصلية عالية الحرارية. تعمل هذه المواد البلاستيكية على تحسين الموصلية الحرارية عن طريق إضافة الحشو الموصل حراريًا (مثل الجرافيت ، وألياف الكربون ، وما إلى ذلك). على الرغم من أن معامل الموصلية الحرارية لا يزال أقل من معامل المواد المعدنية ، إلا أنه يتمتع بمزايا الوزن الخفيف والعزل الجيد وسهولة المعالجة والقولبة. يمكن استخدامها كبديل في بعض المحركات الصغيرة التي تتطلب الوزن والعزل.
2. العلاج المادي: تحسين الموصلية الحرارية والقوة الميكانيكية
2.1 المعالجة السطحية
لا يمكن للمعالجة السطحية للقذائف المعدنية ، مثل التنقل ، والرمال ، والتشويش الكهربائي ، وما إلى ذلك ، تحسين مقاومة التآكل وجماليات القشرة الحركية الصغيرة فحسب ، بل تعمل أيضًا على تحسين توصيلها الحراري إلى حد ما. على وجه الخصوص ، يمكن أن تشكل أنود فيلم أكسيد الألمنيوم الكثيف على سطح المعدن. لا يحتوي هذا الفيلم على عزل جيد فحسب ، بل يزيد أيضًا من منطقة التلامس مع الهواء من خلال بنية microporous ، وبالتالي تحسين كفاءة تبديد الحرارة.
2.2 معالجة الحرارة
يمكن للمعالجة الحرارية للقذائف المعدنية ، مثل التبريد والانتهاك ، ضبط بنيتها الداخلية ، وتحسين صلابة ومقاومة التآكل ، كما تساعد على تحسين الموصلية الحرارية. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن عملية معالجة الحرارة قد يكون لها تأثير معين على دقة الأبعاد واستقرار شكل القشرة ، لذلك يجب التحكم فيها بصرامة أثناء المعالجة.
ثالثا. مزيج المواد: تحقيق تحسن في كفاءة تبديد الحرارة وتعدد الوظائف
3.1 مواد مركبة للبلاستيك المعدنية
مزيج من المعادن والبلاستيك يمكن أن يستفيد بالكامل من مزايا كليهما. على سبيل المثال ، يتم حقن طبقة من البلاستيك الحراري العالي على القشرة المعدنية ، والتي لا يمكن أن تحافظ فقط على الموصلية الحرارية العالية للمعادن ، ولكنها تستفيد أيضًا من الوزن الخفيف والعزل والمعالجة السهلة للبلاستيك. هذه القشرة المركبة لديها احتمال جيد للتطبيق في Micro Motors.
3.2 مواد مركبة متعددة الطبقات
من خلال التكنولوجيا المركبة متعددة الطبقات ، يتم تثبيت مواد مختلفة بنسبة معينة وتشكل قذيفة مع أداء تبديد حراري ممتاز وقوة ميكانيكية. على سبيل المثال ، يمكن أن تتفاقم طبقة معدنية ذات توصيل حراري عالي مع طبقة من السيراميك مع معامل تمدد حراري منخفض لتحسين الاستقرار الحراري وكفاءة تبديد الحرارة للقشرة. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن تكلفة المعالجة للمواد المركبة متعددة الطبقات مرتفعة ، ومتطلبات دقة المعالجة ومتطلبات العملية مرتفعة أيضًا.
رابعا. احتياطات اختيار المواد والتحسين
4.1 اعتبارات التكلفة
عند اختيار مواد الصدفة وتحسينها ، يجب مراعاة عامل التكلفة بالكامل. على الرغم من أن المواد المعدنية ذات الموصلية الحرارية العالية لها تأثيرات تبديد حرارة جيدة ، إلا أنها باهظة الثمن ؛ في حين أن المواد البلاستيكية لها تكاليف منخفضة ، لكن الموصلية الحرارية محدودة. لذلك ، من الضروري النظر بشكل شامل في فعالية التكلفة مع ضمان كفاءة تبديد الحرارة.
4.2 اعتبارات قابلية المعالجة
المواد المختلفة لديها صعوبات معالجة مختلفة وتكاليف المعالجة. على سبيل المثال ، من السهل معالجة سبائك الألومنيوم وتشكيلها ، لكنها عرضة للتجزئة والتشوه أثناء القطع ؛ من الصعب معالجة المواد النحاسية بسبب صلابةها العالية. لذلك ، عند اختيار المواد ، من الضروري النظر بشكل كامل في الأداء والمعالجة تكاليف المعالجة.
4.3 اعتبارات التوافق
عند اختيار مادة shell ، من الضروري أيضًا النظر في توافقها مع مكونات أخرى داخل محرك قذيفة المحرك الصغير. على سبيل المثال ، قد تؤثر القشرة المعدنية على المجال الكهرومغناطيسي داخل المحرك ؛ في حين أن القشرة البلاستيكية تحتاج إلى النظر فيما إذا كان أداء العزل ومقاومة درجة الحرارة يتوافق مع متطلبات المحرك.
