ヒートシンクの塗料の色は重要ですか？

熱は、伝導、対流、放射を介してヒートシンクから放出されます。私は、黒い表面が熱を放射するのに最適であり、それに応じて多くのヒートシンクが黒いと教えられました。しかし、対流用のフィンもあります。そして、大きなヒートシンクには大きなフィンがたくさんあります。したがって、対流は重要なようです。

審美的な理由で、ヒートシンクを鮮やかな白に塗る必要がある場合はどうなりますか？もちろん、白は熱放射を反射するのに最適な色です。それは、ホイルで包まれた七面鳥のように内部に熱を反射するでしょうか？効率の低下や、評価の必要な補償的増加を推測できる人はいますか？

PS国内のラジエーターは白です。

PPS 「材料の仕上げ」とは、ヒートシンクの用語で何を意味しますか？まったく答えません。

ヒートシンクを塗装しないでください。塗料の層は、金属と空気の間の絶縁体として機能し、熱を放散する能力を低下させます。

ヒートシンクの陽極酸化はそれほど問題ではありません。陽極酸化層は塗料よりもはるかに薄いため（たとえば、アルミニウムでは数マイクロメートル）、塗料よりもはるかに低い熱抵抗を示します。

塗料の色が他の色より薄いか厚い場合、またはヒートシンクが直射日光にさらされている場合を除き、塗料の色は冷却に大きな影響を与えません。

はい、黒は最高の放射率を持っています（放射を最もよく吸収します-相反性-またはキルヒホッフの熱放射の法則）。関連する波長では「黒」である必要がありますが、これは必ずしも可視スペクトルで黒であることに対応しているわけではありません。

つまり、放射率が1（黒体）に近づくと、放射熱伝達が最大化されます。ヒートシンクがより冷たいものをほとんど「見ている」場合、冷却が向上し、より熱いものを見る場合も冷却されません。

ただし、通常、放射熱伝達は伝導熱伝達と比較してそれほど重要ではありません（通常の環境での半導体ヒートシンクにとって最も重要な）対流熱伝達です。そのため、通常、色は、フィン上を空気がどのように流れ、熱がフィンに伝導するかという流体力学設計と比較してそれほど重要ではありません。ひれはほとんど他のひれを「見ます」ので、放射線の影響はさらに少なくなります。

真空および/または宇宙または非常に高い高度で生き残らなければならないエレクトロニクスを設計する私たちにとって例外が存在し、ヒートシンク（または見えるもの）が非常に熱い場合、放射がより重要になる可能性があります（4乗温度の）。

光沢のある（低放射率）ヒートシンクが優れている状況の例は、ヒーター、白熱灯、または真空管を直接見る電圧調整器のヒートシンクです。

あなたが好きな染料の色は、陽極酸化時に適用することができます。通常、酸化アルミニウム（コーティングではない）は非常に薄い絶縁層ですが、場合によっては数ミル以上の厚さにすることができます。

編集：包絡線の計算を行って、放射がどれほど重要かを確認しましょう。Aavid Thermalloyのモデル530002B02500Gヒートシンクを想定します。自然対流定格は1ワットあたり2.6度Cで、周囲温度よりも70度C上昇すると評価されています。

したがって、周囲温度が25℃で、ヒートシンクが95℃の場合、消費される総電力は27 Wになります。

そのどれくらいが放射線によるものですか？ヒートシンク（放射結合のみ*）は、表面積が0.011平方メートルである64mm x 25mm x 42mm（ノッチを除く）のブロックとして扱うことができます。

放射による熱損失（放射率1と仮定）は

$q = \sigma A (T_H^4 - T_C^4)$$\sigma$

値を代入すると、95°Cのヒートシンク温度と25°Cの周囲温度での放射による6.4Wの熱流が得られるため、放射損失を最大化する最適な条件下での放射によるものは25％未満です。強制対流が進行し、放射熱損失が再び少なくなる可能性が高くなります。立方体に近いヒートシンクは、放射による熱損失も少なくなります。無視できるほど低くはありませんが、支配的ではありません。

• 放射の場合、ヒートシンクの畳み込みは、他のヒートシンクの表面をほとんど「見る」ため、外寸のブロックは放射に対して正しいです（最初の近似値まで）。実際には、吸収されていない光の一部が他の表面に跳ね返って吸収される可能性がありますので、有効放射率を表面自体よりも1.0に近づける効果があります熱-しかし、可視光を見ることができ、ヒートシンクが適切な温度で放射しているIR波長を見ることができないため、光の吸収を想像するのは簡単です-ヒートシンクが赤、黄、青白に光っている場合は、問題）。

私は熱管理用のコーティングを含む高性能コーティングを販売していたが、これは決して簡単な質問ではない。たとえば、あるベンダーは、推奨される乾燥膜厚が2 less未満のマットブラックである2つのコーティングを作成し、1つは絶縁体として設計され、もう1つは熱放散コーティングとして設計されました。推奨される使用例は、それぞれ排気ヘッダーとブレーキキャリパーです。

ヒートシンクをコーティングし、いくつかの実験を行ったところ、低温度差で、裸のヒートシンクが最もよく機能し、次に断熱ヒートシンクが続き、放射コーティングが最悪であることがわかりました。温度差が大きい場合、放射コーティングは、ベアメタルよりも優れた性能を発揮する価値があり、断熱コーティングも熱伝達を遅くするのにより効果的でした。

また、火が付くまではすべて絶縁体だった従来の塗料や、溶けるまで最高の絶縁体であった厚い絶縁被覆など、他のコーティングも試しました。

結論：温度、必要な熱伝達、その他の要因によって異なりますが、どのコーティングがニーズに最適かは異なりますが、標準的な塗料を使用してもヒートシンクには役立ちません。

光沢のある金属表面は反射に非常に優れており、放射の放出には非常に劣っています。 何も（ほとんど何でも）あなたは放熱性を向上させるとともに、それらを描きます。

日光のほとんどのエネルギーは可視スペクトルまたはその付近であるため、黒塗りの表面は日光をよりよく吸収します。しかし、ヒートシンクが非常に熱くて光らない限り、可視スペクトルの放射はあまりないので、目に対する色はまったく関係ありません。

反射容器に入れられていない受動換気ヒートシンクは、かなりの量の放射線を放出します。すみません、手元に数字がありませんが、50％未満です。同じ色の平行なフィンの場合、放射は吸収によってバランスが取られるため、内部のフィンの色はそれほど重要ではありませんが、露出した表面の場合は重要です。

このため、コンピューター内部の強制空気ヒートシンクには、多くの場合、黒色の陽極酸化ピンがありません。

露出したアルミニウム製ヒートシンクは、腐食を防ぐためにとにかく塗装/陽極酸化する必要があります。そうでない場合は、「海岸の1000ヤードでは使用しない」などの指示を含める必要があります。

おそらく探しているプロパティは放射率です。

熱が伝達される3つの主なプロセスがあります。

• 伝導（材料内部の熱の移動）
• 対流（加熱された材料の動きによる熱の動き）
• 放射線

これらの各プロセスの有効性は、問題の材料と環境温度に依存します。総熱流は、空気/ヒートシンク境界での各プロセスからの熱流の合計です。

放射熱の流れ成分は、表面の放射率、第四の温度、及び有効表面積に比例します。

室温での放射率のこの便利なリストを見てください。

最も高い放射率は、氷、水、ガラス、石灰岩、およびペイント（白を含む）にあります。それらのすべてが黒ではないことに注意してください。実際、研磨された金属は別として、すべての材料はほぼ理想的な放射率を持っているように見えます。

また、他のほとんどの回答で指摘されているように、塗料の層は（ヒートシンク内部の伝導のための）大きな絶縁体として機能します。

ヒートシンクを覆う余分な層があるため、熱を放散する効率が低下するため、ヒートシンクを塗装しないでください。黒のヒートシンクは熱を放散するのに優れていますが、わずかな利点があります。

ファンを使用してヒートシンクを吹き飛ばす場合、色はそれほど重要ではありません。

「私は黒い表面が熱を放射するのに最適であると教えられました」

それは正しくありません。黒い物体は有色の物体よりも広い範囲の放射を吸収しますが、色自体は放射体の効率に影響しません。多くのヒートシンクは黒色です。なぜなら、黒色陽極酸化は、酸化と腐食を防ぐ低コストのプロセスだからです。ところで、それは絶縁体でもあるので、トランジスタがヒートシンクと電気的に接触することが重要である場合、物理的な接触だけでは期待できません。

それは熱伝導率と塗料の放射に依存します...

放射性の良い塗料を手に入れた場合、その中にいくつかの粒子を混ぜて表面積を増やすことができます。

黒い表面は、同等の白い表面よりも吸収と放出の両方が優れています。最適な色の選択は、ヒートシンクを取り巻く環境によって異なります。寒い暗い環境の場合は、黒いヒートシンクを使用してください。デバイスが明るい環境や放射熱に遭遇することが予想される場合は、白いヒートシンクを使用してください。