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在目前使用最多的风冷散热器中,散热片是影响散热性能的关键部件。买价格低的,就不能保证‘质’;买品质好的‘量’就超标,可谓两难全。以合理的价格购买最合适的产品,当然是有学问的了。处理器在高速运转的同时在很小的面积上聚集了很大的热量,这些热量则完全依赖散热片吸收和传导,因此散热片的热接触面积、材质的导热系数、热阻和热容空间则成了影响散热效果的关键因素。下面就从购买的角度谈谈散热片材质对其散热的影响。 从热学角度讲,导热效果最好的应该是银,接下来是纯铜,再接下来才是铝(详见表一)。但现在市面上的风扇所使用的散热片材料一般都是铝合金,少量高档风扇采用纯铜,这主要是有以下两个原因: 材质 导温性 银 422 W/mK 铜 402 W/mK 金 298 W/mK 铝 226 W/mK 钢 73.3 W/mK 铅 34.8 W/mK 1、从成本考虑:金、银材料无疑是价格最贵的,这使得散热器在总体成本上很难控制。而和银导热性能差不多的铜却相对比较便宜,和金导热性能差不多的铝则最便宜。所以铜和铝是目前最常用的散热材料。 2、从材质的物理特性考虑:铝的重量轻,易加工,抗氧化,但纯铝太过柔软,如果想做成散热片一般都会加入少量的其它金属,成为硬度较高的铝合金;虽然铜的导热性能几乎是铝的二倍,但它比铝重,对芯片能承受的重量有要求,而且易氧化,加工难度大,目前的技术还不是很成熟和稳定。 这里要注意的是,由于铝是比较大众化的散热材料,各厂家都容易加工,所以有的厂家为了降低成本,竟然选用普通铝合金门窗材料为散热片原料,这样的产品当然是不敢恭维了。另一方面,能加工纯铜散热片的厂家自然实力更胜一筹,但铜质散热器价格一般都在百元以上,属于散热器中的“贵族”,并不是人人都消费得起的。 针对以上矛盾,目前两全其美的做法是采用复合结构,在和CPU接触的地方采用铜材质以增强散热效果,鳍片等地方采用铝材质以减轻重量、降低成本。在这种铜铝结合的方式中,有的厂家是将铜底片与铝之间采用其他介质进行粘合,但中间的粘性介质势必会大大影响散热效果,可谓得不偿失。于是又有一项新技术应运而生,那就是在高温高压下将铜和铝通过其他介质完全融合在一起,实现铜铝的无缝连接。这种做法达到同时利用两种材料的物理特性,加强一种或几种优良性能的目的,提高了散热效果。这就是市场上有的商家打出的“超导铜芯”散热器概念的来源。台湾的曜越科技处于这项技术的先进水平,国内的清华华天也发明了将铜铝结合的 “BONDING”技术。下图就是台湾曜越最新发布的Tt系列风扇中的火山九代(VOLCANO 9),它就是散热片采用铜铝结合的经典代表。  火山九代的整体外观
铜底铝鳍散热片外观:底部与鳍片都 相当光滑均匀。
采用铝挤冷锻工艺制造的散热片,中间嵌入一个直径5厘米左右的铜底。我们再说说散热片的面积。注意!我们说的是散热片底部与芯片能接触的热交换面积,而不是散热片的大小。由于散热片的热是经流动的冷空气带走,所以跟空气接触的面积越多,散热的速率就越快。市场上有的散热器看似小巧轻快,但散热性能可不一定好。 在保证足够大的接触面积的同时,还要保证足够数目的鳍片和精良的切割技术,只有这样才能增大散热的总体表面积,使热量均匀散出,并减小风阻。火山九代的散热片底面积并没有采用传统的6X6 CM或7X7CM,而是采用了超大的8X8CM,光接触芯片的散热铜底的直径就足有5CM。鳍片采用铝制,除了考虑到重量和成本等因素外,还考虑到铝比铜的热容量大,也就是说其本身能储存更多的热量,这个优点显示在CPU散热上,就是当电脑关机,风扇停转后,CPU内积蓄的热量能很快被铝质部分带走,这样才会保证CPU的正常使用寿命。 散热器虽小,可学问还真大。散热器厂商要想推出更出众的产品,只有更加注重细节上的处理,应用更多的新技术,才能以质取胜,赢得客户的信赖。
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