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5.1 装配方式的选择

       热电制冷器的安装方式,主要包括以下四种:
       ● 螺钉夹紧固定
       ● 树脂胶黏结
       ● 焊接
       ● 软垫或其他材料联接

       下面分别进行说明。

       ● 螺钉夹紧固定
       螺钉夹紧固定是一种最常见的安装方法,它的主要过程是使用螺钉将热电制冷器夹紧在散热器和需要被冷却的物体的一个平面之间。通常在大部分应用条件下,推荐使用这种方法,具体的实施方法如下:
       1.将热电制冷器需要进行安装的表面,通过机械车床或者打磨的方法使之平整。为了达到最佳的制冷性能,表面的平整度需要在1 mm/m 以内,单个安装时保证在与制冷器接触面在0.03mm以内。
       2. 如果在给定的表面之间需要安装多组热电制冷器,这一组制冷器中的所有制冷器的厚度(或高度)都应该相互一致,厚度的最大偏差不能超过0.05 mm 。
       3.夹紧螺钉需要相对于制冷器对称的排布,从而在整个部件被夹具夹紧时,可以在制冷器上产生均匀的压力。为了减少在螺钉上的热损失,需要尽量使用可以满足机械性能要求的尺寸最小的螺钉,并在链接部加绝热垫。对于大多数情况来说,不锈钢螺钉M3或者M4即可以满足要求。除此之外,还可以使用一些非金属的紧固部件,如尼龙等。在小型的机械部件连接处还可以使用更小尺寸的的螺钉。另外,紧贴每一个螺钉头部的位置,还应该放置贝氏弹簧垫圈或者开口锁紧垫圈,使得在系统零件热膨胀或者收缩时其压强保持均匀。
       4. 确保清洁制冷器和安装表面,不会残留任何毛刺或者灰尘。
       5. 在制冷器的热端表面涂覆一层0.05--0.08mm左右厚导热硅脂,并且将热端面向下放置在散热器上,然后放在需要的位置。轻轻的压按制冷器然后来回转动制冷器,将多余的硅脂挤压出去。重复多次向下按压和来回转动的动作,直到感觉到少量的阻力为止。
       6. 在制冷器的冷端表面涂覆一层与上一步骤中使用的相同的导热硅脂。要冷却的物体放置在制冷器上并与冷端接触。使用如上的步将多余的硅脂挤压出去。
       7. 为了保证良好的平行度,安装时需要在安装表面上保持均匀的压力。如果施加的压力非常不平衡,可能会降低器件的性能,甚至可能会损坏热电制冷器。为了确保均匀施加压力,应在器件中心部位施加2倍于单条紧固螺钉的力。然后使用可以显示扭矩的螺丝刀逆时针方向逐一上紧所有的螺钉,并且逐渐增加扭矩,直到所有的螺钉上都获得适当的扭矩值。一般来说根据不同的应用条件,正常的安装压力在2kg/cm2---7 kg/cm2之间不等。
       8. 在所有的部件第一次使用螺钉夹紧安装的过程中,应有少量多余的导热硅脂会被挤出。为了保证每个螺钉上都可以保持住适当的扭矩,在至少一个小时后需要重新按照上一步骤确认螺钉的扭矩。
       9. 如果夹紧螺钉过紧可能会引起散热片或者被冷却物体表面的翘起变形,特别是如果这些部件是由很薄的材料加工而成的时候。这种变形将会降低器件的热电性能,并且在大多数情况下,还会破坏整个体系。如果在安装过程中,将夹紧螺钉适当靠近热电制冷器或者使用相对较厚的材料可以有效的减小这种弯曲。另外,如果制冷器的热端或冷端使用小于6 mm的铝片或者小于3.3 mm的铜片时,要相应的减小螺钉扭矩。

       ● 树脂胶黏结
       这种安装方法主要用在一些特定应用条件下,其主要方法是在制冷器的一面或者两面上都使用一种特殊的高热导树脂黏结剂。由于热电制冷器中陶瓷片、散热器和被冷却物体之间的热膨胀系数都不相同,我们不推荐在较大的制冷器上使用树脂胶黏结方法。如需要请及时咨询我们工程师相关的具体操作方法。对于需要在真空的应用条件下使用的热电制冷器件,除非采取了适当的措施来避免漏气,一般不推荐使用树脂胶黏结的方法。

       ● 焊接
       只要保证采取了合理的保护措施避免制冷器过热,就可以将外表面金属化的热电制冷器焊接到热电部件中。为了避免制冷器受到过分的机械压力,可以将制冷器的一个表面(通常是热端面)焊接在一个刚性结构部件内。这里需要注意的一点是,如果将制冷器的热端面焊接在一个刚性结构中,那其他的元件或者小型电路就必须要焊接在制冷器的冷端面上,这样元件或者电路就不能与外界结构刚性连接。在焊接过程中,为了避免过热会对热电制冷器造成的损害,必须要精确的控制温度,对于不同的制冷器请咨询我们的工程师给出焊接温度上限。由于热电制冷器的陶瓷片、散热器和被冷却物体之间的热膨胀系数都不相同,我们不推荐在大于15×15 mm2的热电制冷器上应用焊接的方法。另外在任何需要涉及到冷热循环的应用条件下,都不推荐适用焊接的方法。

       ● 软垫或其他材料联接
       现在已经设计了很多种类的产品用来取代导热硅脂作为界面材料。其中最常见的是硅基安装软垫了。由于最初这些硅基软垫是用来安装龙8国际官网材料的,所以对于热电应用来说他们的热阻会比较大。但是使用这种方法的优点是可以减少生产所需时间和清洁时间,所以这种方法可以广泛的应用于对器件损害较少的应用条件下。
 

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