Epekto ng Rate Rate Miscontrol sa butil na hindi pagkakapareho at mga depekto sa dissipation ng init sa 6.35μm aluminyo foil para sa VR/AR micro heat sinks

1. Panimula: Mga Katangian ng Application ng Aluminum Foil para sa Micro Heat Sinks sa VR/AR Device at ang Kahalagahan ng Reduction Rate Control

Aluminum foil para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device (pangunahin 1235/8079 Alloys, 6.35Makapal ang μm) nagsisilbing pangunahing bahagi ng pag-alis ng init sa mga headset ng VR/AR, mga controllers, at mga katulad na device. Dahil sa limitadong panloob na espasyo ng mga naturang device (Hal., dami ng heat dissipation cavity ≤15cm³ sa mga VR headset), dapat maliitin ang mga heat sink (laki 3-15mm) na may pare-parehong thermal conductivity para maiwasan ang lokal na overheating—lalo na dahil ang chip heat power ay mula 5-15W, nangangailangan ng lokal na pagkakaiba sa temperatura ≤3 ℃.

Sa panahon ng proseso ng pag-roll, ang rate ng pagbabawas (kabuuang rate ng pagbawas = [(paunang kapal – panghuling kapal)/paunang kapal]×100%; rate ng pagbabawas ng single-pass = [(paunang kapal ng pass – panghuling kapal ng pass)/paunang kapal ng pass]×100%) ay isang pangunahing parameter na kumokontrol sa ebolusyon ng butil. Ayon kay 2024 Data ng industriya ng VR/AR, 42% ng mga pagkabigo sa pag-aalis ng init ng device ay nagmumula “lokal na sobrang pag-init ng mga micro heat sink,” na maaaring masubaybayan sa hindi wastong kontrol ng reduction rate ng aluminyo palara para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device: ① Ang hindi sapat na kabuuang rate ng pagbawas ay nagdudulot ng hindi pantay na laki ng butil, humahantong sa isang 7W/(m · k) pagkakaiba sa lokal na thermal conductivity ng heat sink; ② Ang labis na pagbabagu-bago sa rate ng pagbabawas ng single-pass ay lumilikha ng a “fine-grain/coarse-grain” gradient, bumubuo ng mga patay na zone ng pagwawaldas ng init (pagkakaiba ng temperatura >5℃); ③ Ang hindi pantay na transverse reduction rate ay nagreresulta sa sobrang pag-init ng gilid, binabawasan ang buhay ng serbisyo ng mga chip ng VR/AR device sa pamamagitan ng 20%.

Upang matugunan ang mga hamong ito, kailangan munang linawin ang kaugnayan sa pagitan ng reduction rate, istraktura ng butil, at thermal conductivity—paglalagay ng teoretikal na pundasyon para sa tumpak na pag-roll ng ganitong uri ng aluminum foil.

2. Teoretikal na Relasyon sa Pagitan ng Rate ng Pagbawas, Istraktura ng Butil, at Thermal Conductivity para sa Aluminum Foil sa VR/AR Micro Heat Sinks

(1) Pangunahing Mekanismo ng Regulasyon ng Butil ayon sa Rate ng Pagbawas: Pag-aangkop sa Miniature Heat Dissipation Requirements

Ang paggulong ng aluminum foil para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device kinasasangkutan “multi-pass cold rolling” (8-12 pumasa, binabawasan ang kapal mula 2mm hanggang 6.35μm, na may kabuuang rate ng pagbabawas ≈99.68%). Ang rate ng pagbabawas ay nakakaimpluwensya sa dynamic na recrystallization (DRX) sa pamamagitan ng “pagpapapangit na nakaimbak ng enerhiya,” na siya namang tumutukoy sa pagiging angkop ng butil para sa pagwawaldas ng init:

1. Deformation Stored Energy at Recrystallization: Ang kritikal na nakaimbak na enerhiya para sa DRX ng aluminum foil na ito (1235 haluang metal) ay 75J/m³. Isang single-pass reduction rate ng 20%-25% bumubuo ng nakaimbak na enerhiya na 80-110J/m³, bumubuo ng mga equiaxed na butil na 5-7μm—mahusay para sa pagtiyak ng pare-parehong thermal conductivity sa mga micro heat sink;

2. Oryentasyon ng Butil at Thermal Conductivity: Isang makatwirang rate ng pagbabawas (22%-24% bawat pass) itinataguyod ang {111} texture na dapat isaalang-alang >60% (thermal conductivity 12% mas mataas kaysa sa random na texture). Sa kaibahan, abnormal na mga rate ng pagbabawas (>30%) dagdagan ang {100} texture na proporsyon sa 18%, binabawasan ang thermal conductivity ng 5%—hindi natutugunan ang mga kinakailangan sa katumpakan ng heat dissipation ng mga VR/AR device.

(2) Quantitative Model ng Grain Structure at Thermal Conductivity: Pagtugon sa Katangian ng mga Micro Heat Sink

Dahil sa maliit na sukat at mataas na density ng heat flux (10-20W/cm²) ng VR/AR micro heat sink, kinakailangan ang isang mas tumpak na relasyon ng butil-thermal conductivity. Nagmula sa metal thermal conduction theory, ang formula ay:

λ = λ₀ × [1 – k×(6/d)]

• λ₀: Thermal conductivity ng single-crystal aluminum (237W/(m · k) sa 25 ℃);

• k: Grain boundary scattering coefficient (0.12 para sa ganitong uri ng aluminum foil);

• d: Laki ng butil (μm; Ang mga micro heat sink ay nangangailangan ng d=5-7μm na may standard deviation ≤2μm).

Kapag tumaas ang d mula 5μm hanggang 15μm, Ang λ ay tumataas mula sa 225W/(m · k) hanggang 232W/(m · k), pagkakaiba ng 7W/(m · k). Para sa mga micro heat sink, ang pagkakaibang ito ay nagdudulot ng lokal na pagkakaiba sa temperatura na lampas sa 4 ℃—malayo pa sa ≤3 ℃ na limitasyon para sa mga VR/AR device—na nagreresulta sa mga patay na zone ng pag-alis ng init.

3. Tatlong Sitwasyon ng Hindi pantay na Istraktura ng Butil na Dulot ng Hindi Wastong Pagkontrol sa Rate ng Pagbawas (Iniangkop sa VR/AR Heat Dissipation Needs)

Upang mabilang ang epekto ng hindi wastong kontrol sa rate ng pagbabawas sa pagkakapareho ng butil at pag-aalis ng init, Mesa 1 nagbubuod ng mga pangunahing parameter ng bawat senaryo ng pagkabigo, direktang nagli-link ng mga depekto sa proseso sa mga isyu sa performance ng device:

Mesa 1: Istraktura ng Butil at Mga Parameter ng Pagwawaldas ng init sa ilalim ng Mga Sitwasyon ng Hindi Tamang Pagbawas sa Rate

(1) Hindi Sapat na Kabuuang Rate ng Pagbawas (<50% sa Critical Passes): Hindi Sapat na Recrystallization at Lokal na Overheating ng Mga Heat Sink

1. Mga Katangian ng Proseso: Para sa aluminum foil para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device, ang kabuuang rate ng pagbawas sa 3 pumasa bago matapos gumulong (kapal mula 50μm→25μm→12μm) dapat ≥50%. Kung babawasan sa 40% (50μm→30μm), bumababa ang nakaimbak na enerhiya sa 65J/m³—sa ibaba ng kritikal na halaga para sa DRX;

2. Epekto sa Istraktura ng Butil at Pag-alis ng init: Gaya ng ipinapakita sa Talahanayan 1, ang sitwasyong ito ay bumubuo ng bimodal grain distribution. Ang katumbas na pagkakaiba ng λ sa micro heat sink ay umabot sa 8W/(m · k), humahantong sa 10℃ lokal na pagkakaiba sa temperatura sa VR/AR headset chips at nagiging sanhi ng pagbaba ng frame—direktang nakakaapekto sa karanasan ng user.

(2) Labis na Pagbabago sa Rate ng Pagbawas ng Single-Pass (paglihis >8%): Grain Gradient at Heat Dissipation Dead Zone

1. Mga Katangian ng Proseso: Ang single-pass reduction rate sa 2 pumasa bago huling gumulong (25μm→12μm→6.35μm) dapat maging matatag sa 45%-50%. Ang pagsusuot ng roller ay maaaring magdulot ng mga pagbabago sa 38%-48% (10% paglihis);

2. Epekto sa Istraktura ng Butil at Pag-alis ng init: Kapansin -pansin, ang pagbabagong ito ay lumilikha ng alternating “malamig/mainit na piraso” kasama ang direksyon ng pag-ikot. Bilang Table 1 nagpapahiwatig, ang pagkakaiba ng thermal conductivity ay umabot sa 8W/(m · k), at ang pagkakaiba ng temperatura ay lumampas sa 10 ℃—malayo pa sa limitasyon ng VR/AR device—na bumubuo ng mga hindi maibabalik na heat dissipation dead zone.

(3) Hindi pantay na Transverse Reduction Rate (Edge-Center Deviation >5%): Overheating ng Edge at Nabawasan ang Reliability ng Device

1. Mga Katangian ng Proseso: Abnormal na roller crown (0.02mm→0.04mm) sanhi a 6% transverse reduction rate deviation (48% sa gitna, 42% sa mga gilid);

2. Epekto sa Istraktura ng Butil at Pag-alis ng init: Higit pa sa mga senaryo sa itaas, Pangunahing nakakaapekto ang transverse unevenness sa tibay ng device. Mesa 1 nagpapakita na ang gilid ng temperatura ay 7 ℃ na mas mataas kaysa sa gitna, accelerating sealing goma pagtanda at pagtaas ng rate ng pagkabigo mula sa 1.5% hanggang 4.8%—isang pangunahing driver ng gastos para sa mga tagagawa.

4. Pag-verify ng Mga Pagkabigo sa Pagwawaldas ng init ng VR/AR Device na Dulot ng Hindi pantay na Istraktura ng Butil

Pagbuo sa pagsusuri ng senaryo, parehong laboratory testing at industrial case study ay isinagawa upang patunayan ang praktikal na epekto ng hindi pagkakapantay-pantay ng butil. Mesa 2 nagpapakita ng detalyadong data ng pag-verify ng laboratoryo, habang ang mga totoong kaso sa mundo ay higit pang nagpapatunay sa mga natuklasan.

Mesa 2: Mga Resulta ng Pag-verify sa Laboratory ng Pagganap ng Micro Heat Sink

(1) Pagpapatunay sa Laboratory (Tumutugma sa mga Micro Heat Sink na Sitwasyon)

1. Halimbawang paghahanda: Pumili aluminum foil para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device kasama “pabagu-bagong mga rate ng pagbawas ng single-pass” (fine-grain zone d=5μm, coarse-grain zone d=14μm) at gumawa ng 10mm×5mm×6.35μm micro heat sink;

2. Pagsubok: Bilang Table 2 mga palabas, paglalapat ng heat flux na 15W/cm² (pagtulad sa VR chip heat generation) nagsiwalat ng 11 ℃ pagkakaiba sa temperatura—higit na lumampas sa ≤3 ℃ na kinakailangan. Pagsusuri ng laser flash (NETZSCH LFA 467) nakumpirma ang pagkakaiba ng thermal conductivity ng 8W/(m · k);

3. Konklusyon: Ang mga patay na zone ng pag-aalis ng init na dulot ng hindi pantay na istraktura ng butil ay nagtulak sa mga temperatura ng chip ng VR device sa itaas ng threshold (60℃), nagpapalitaw ng proteksyon sa pagbabawas ng dalas.

(2) Pang-industriya na Kaso: Pagsusuri ng Pagkabigo ng isang Tagagawa ng VR Device

Sa 2023, isang tagagawa ng VR headset na ginamit aluminum foil para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device kasama “hindi pantay na transverse reduction rate,” humahantong sa:

• Gaya ng makikita sa Talahanayan 2, ang gilid ng temperatura ng heat sink ay umabot sa 58 ℃ (vs.. 51℃ sa gitna), nagiging sanhi ng madalas na pagbabawas ng dalas ng chip (bumababa ang frame rate mula 90Hz hanggang 75Hz);

• Ang rate ng reklamo ng customer ay tumataas mula sa 2.3% sa 8.5%, na may isang solong after-sales cost na lumampas 5 milyong yuan;

• Pagkatapos palitan ang foil na may na-optimize na mga rate ng pagbabawas (tulad ng ipinapakita sa ikatlong hanay ng Talahanayan 2), ang pagkakaiba ng temperatura ng pagwawaldas ng init ay bumaba sa 2.5 ℃, at ang rate ng reklamo ay bumalik sa 1.2%.

5. Precision Reduction Rate Control Strategy para sa Aluminum Foil sa VR/AR Micro Heat Sinks

Batay sa mga resulta ng pag-verify, ang mga target na diskarte sa pagkontrol ay binuo upang matugunan ang bawat senaryo ng pagkabigo. Ang core ay namamalagi sa itinanghal na disenyo ng rate ng pagbabawas, matatag na kontrol ng single-pass, at pare-parehong transverse distribution—na may mga pangunahing parameter na nakadetalye sa Talahanayan 3.

Mesa 3: Sted Reduction Rate Design para sa 6.35μm 1235 Aluminum Foil (Paunang Kapal 2mm)

(1) Itinatanghal na Kabuuang Pagbawas ng Rate ng Disenyo: Pag-angkop sa Mga Kinakailangan sa Butil para sa Micro Heat Dissipation

Bilang Table 3 naglalarawan, ang finish rolling stage (pumasa 7-8) ay kritikal—pagpapanatili ng kabuuang rate ng pagbabawas ≥50% tinitiyak ang deformation na nakaimbak na enerhiya ay umabot sa 90-110J/m³. Nag-trigger ito ng sapat na DRX, na nagreresulta sa mga laki ng butil na 5-7μm na may karaniwang deviation ≤2μm—perpektong tumutugma sa mga pangangailangan ng thermal conductivity ng VR/AR micro heat sink.

(2) Matatag na Single-Pass Reduction Rate Control: Pagpigil sa VR/AR Heat Dissipation Dead Zones

1. Pagsubaybay sa Roller: Gumamit ng laser profilometer para sa real-time na pag-detect ng pagsusuot (katumpakan 0.001mm). Awtomatikong palitan ang mga roller kapag ang pagkasuot ay lumampas sa 0.02mm, pagbabawas ng mga pagbabago mula ±8% hanggang ±3%—isang mahalagang hakbang upang maiwasan ang “fine-grain/coarse-grain” gradient sa Talahanayan 1;

2. Koordinasyon ng Tensyon: Panatilihin ang stable finish rolling tension sa 15-18kN (pagbabagu-bago ≤±1kN). Mabayaran ang mga paglihis sa pamamagitan ng pagsasaayos ng bilis ng paggulong (100-120m/my), nililimitahan ang mga pagbabago sa single-pass sa ≤5%;

3. Online Feedback: Gumamit ng X-ray thickness gauge (katumpakan 0.1μm) upang mangolekta ng data tuwing 10ms. Ayusin ang presyon ng reduction cylinder (katumpakan 0.01MPa) kapag lumampas sa 0.3μm ang kapal ng deviation—nagtitiyak ng pare-pareho sa mga rate ng single-pass sa Talahanayan 3.

(3) Uniform Transverse Reduction Rate: Pag-iwas sa Edge Overheating

1. CVC Roller Crown: I-adjust ang korona sa 0.015-0.02mm batay sa lapad ng heat sink (3-15mm), nililimitahan ang transverse pressure deviation sa ≤3%—pagtugon sa isyu sa gilid-gitna sa Talahanayan 1;

2. Pag-init ng gilid: Mag-install ng isang edge heating device (50-60℃) sa pasukan ng rolling mill upang mabawasan ang paglaban sa pagpapapangit ng gilid, pagpapababa ng gilid-gitnang paglihis mula sa >5% hanggang ≤3%;

3. Pagsubaybay sa Butil: Magsama ng online na EBSD system para mangolekta ng grain data mula sa 3 nakahalang mga seksyon bawat metro ng foil. Isaayos ang roller crown kapag ang pagkakaiba ng laki ng butil ay lumampas sa 15%—na tinitiyak ang transverse uniformity na makikita sa na-optimize na sample ng Table 2.

6. Mga Konklusyon at Outlook

Hindi wastong kontrol sa rate ng pagbabawas ng aluminum foil para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device nag-trigger ng chain reaction ng “naka-imbak na enerhiya → istraktura ng butil → thermal conductivity,” bumubuo ng mga patay na zone ng pagwawaldas ng init (maximum na pagkakaiba sa temperatura 11 ℃) at nakompromiso ang katatagan ng device. Tulad ng ipinakita ng Tables 1-3, nagpapatupad “kabuuang finish rolling reduction rate ≥50%, single-pass fluctuation ≤±5%, transverse deviation ≤3%” nakakamit ang mga laki ng butil na 5-7μm (karaniwang paglihis ≤2μm) at mga pagkakaiba sa thermal conductivity ≤3W/(m · k)—natutugunan ang ≤3℃ na kinakailangan sa pagkawala ng init para sa mga VR/AR device.

Ang mga direksyon sa pag-unlad sa hinaharap ay nakatuon sa dalawang lugar: ① Bumuo ng isang “AI reduction rate prediction system” upang tugunan ang trend ng mas mataas na densidad ng kapangyarihan ng VR/AR device (kapangyarihan ng chip na umaabot sa 20W sa pamamagitan ng 2025), pagpapagana ng proactive deviation correction; ② Isama ang pulse current-assisted rolling upang higit na mabawasan ang mga pagkakaiba sa laki ng butil, pagsulong ng ganitong uri ng aluminum foil patungo “zero heat dissipation dead zones.”

Pangunahing Prinsipyo: Kontrolin ang rate ng pagbabawas para sa aluminum foil para sa mga micro heat sink sa mga VR/AR device dapat unahin “pagkakapareho ng butil na inangkop sa maliit na pagwawaldas ng init.” Kapag ang mga parameter ay tumpak na tumugma sa mga pangangailangan sa pagkawala ng init ng device— gaya ng makikita sa data mula sa Talahanayan 1-3—maaaring magagarantiyahan ang pangmatagalang maaasahang operasyon ng VR/AR equipment..