1、节温、热阻资料整理huang2010-7-10首先是散热器底座在短时间内能尽可能多的吸收 CPU 释放的热量,即瞬间吸热能力,只有具备高热传导系数的金属才能胜任。其次是散热器本体应当具备足够的储热能力,即较大的热容量,通常承担这个任务的是鳍片。散热器材质是指散热器本体所使用的具体材料。对于金属导热材料而言,比热和热传导系数是两个重要的参数。比热的定义为:单位质量下需要输入多少能量才能使温度上升一摄氏度,单位为卡/(千克C),数值越大代表物体的容热能力越大。以下是几种常见物质的比热表:热传导系数的定义为:每单位长度、每 K,可以传送多少 W 的能量,单位为W/mK。其中“W”指热功率单位,“m”
2、代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表:我们看到,水的比热远高于金属,有更强的容热能力,这也正是水冷有出色散热效果的原因。而普通风冷散热器自然要选择金属作为散热器的材料。我们希望所选用的材料同时具有高比热和高热传导系数,铝的这两个参数都居于前列,是一个相当不错的选择。由于铝具有密度小,延展性好,易于加工等特点,所以目前绝大多数散热器都采用铝作为主要材料。但纯铝硬度不足,切削性能差,所以在实际生产中,厂商门为了保证产品有适当的硬度,都采用铝合金来制造实际产品(铝约占总成分的 98)。当然掺杂了其他金属会导致散热性能有所降低,上面列举了
3、几款散热器常用铝合金的导热性能,铝优良的导热能力在铝合金身上基本上得到保留。而铜的传导系数颇高,热传导能力非常强。而铜和铝合金二者同时各有其优缺点。铜的导热性好,但价格较贵,加工难度较高,重量过大,且铜制散热器热容量较小,而且容易氧化。另一方面纯铝太软,不能直接使用,都是使用的铝合金才能提供足够的硬度,铝合金的优点是价格低廉,重量轻,但导热性比铜就要差很多。大家一直以来都说铜吸热快,但是热容量比铝小。这话说对了一半,铜的比热的确比铝小(铜为 390J/kgK,铝为 880J/kgK,约为铜的 2.3 倍不到),这只是表示单位质量铜的热容量比铝小,但是大家不要忘了铜的密度是 8.9kg/m3(铝
4、是 2.7),接近铝的 3.3 倍,因此制成同样体积的散热片,纯铜材质比纯铝材质的热容量还是大将近一半。也就是因为这个原因,我们才有“铜散热比铝慢,需要更大风量的风扇”的说法。还有一个材料性质上的问题。也就铝的升温要比铜快上非常多。这个是一个在汽车工厂里学习发动机的朋友告诉我的。但是用在电脑上因为这个性质才让高端的散热器不使用铝的一个原因。为什么?熟悉电脑的人都知道,现在所用的风扇的风量跟风压并不会很大。当风扇转速,风压,风量一定的情况下散热器温度上升的速度越快,散热的效果越差。而且现在电脑的风扇所能带走的热量是有限的,而且速度也不会很快。就是因为这些原因,让散热器厂商普遍的使用铜而不是铝。铜
5、的导热系数是铝的 1.69 倍,所以在其他条件相同的前提下,纯铜散热器理应获得比纯铝更好的散热效果。不过铜的质地是有讲究的,很多标榜“纯铜散热器”其实并非是真正的 100的铜。在铜的列表中,含铜量超过 99的被称为无酸素铜,下一个档次的铜为含铜量为 85以下的丹铜。目前市场上大多数的纯铜散热器的含铜量都在介于两者之间。而一些劣质纯铜散热器的含铜量甚至连 85都不到,虽然成本很低,但大大影响了散热性。但用铜作为材质也有明显的缺点,成本高,加工难,散热器质量太大都阻碍了全铜散热片的应用。红铜的硬度不如铝合金 AL6063,某些机械加工(如剖沟等)性能不如铝;铜的熔点比铝高很多,不利于挤压成形( Extrusion )等等问题。