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純銅和純鋁用于插片散熱器哪個更好?


來源:www.7683045.cn

     插片散熱器經(jīng)常會用到銅和鋁,甚至是兩種材料的混合體,如果單獨(dú)散熱從熱容方面考慮純銅比熱容:385J/kg*K  密度:8.9g/cm3 純鋁比熱容:903 J/kg*K 密度:2.7g/cm3  銅的導(dǎo)熱系數(shù)是鋁的1.69倍,雖然純銅比熱容小于純鋁比熱容,但其密度大于純鋁,相同體積的純銅所能容納的熱量大于純鋁,所以在其他條件相同的前提下,純銅散熱器理應(yīng)獲得比純鋁更好的散熱效果。   

不過銅的質(zhì)地是有講究的,很多標(biāo)榜“純銅散熱器”其實(shí)并非是真正的100%的銅。在銅的列表中,含銅量超過99%的被稱為無酸素銅,下一個檔次的銅為含銅量為85%以下的丹銅。目前市場上大多數(shù)的純銅散熱器的含銅量都在介于兩者之間。而一些劣質(zhì)純銅散熱器的含銅量甚至連85%都不到,雖然成本很低,但大大影響了散熱性。但用銅作為材質(zhì)也有明顯的缺點(diǎn),成本高,加工難,散熱器質(zhì)量太大都阻礙了全銅散熱片的應(yīng)用。紅銅的硬度不如鋁合金AL6063,某些機(jī)械加工(如剖溝等)性能不如鋁;銅的熔點(diǎn)比鋁高很多,不利于擠壓成形等等問題。結(jié)論:結(jié)合銅鋁特點(diǎn)采用純銅底座和鋁鰭片是散熱器最好的選擇,加工工藝影響傳熱效率,整體切割或擠壓成型好于焊接和插片。    
    散熱器材料確定后的散熱  這里主要研究插片散熱器,插片散熱器主要是強(qiáng)制對流換熱,公式如下: Q=F•α•△t  Q—熱量 F—換熱面積 α—換熱系數(shù)  △t—溫度差(散熱器鰭片和流經(jīng)散熱器空氣的溫度差)強(qiáng)制對流換熱紊流情況下的換熱系數(shù)為:α=K•v0.8 / d0.2  K—空氣特性系數(shù)(一定溫度下為常數(shù)) v—空氣流速  d—當(dāng)量直徑(假設(shè)散熱器是無數(shù)風(fēng)道組成)則Q=F•△t •K•v0.8 / d0.2   
    加強(qiáng)換熱途徑如下:  
①F增大,在散熱器體積不變的情況下,盡量加大散熱面積,表現(xiàn)為在對流速不減低太多的情況下盡量增加鰭片數(shù)量,市場表現(xiàn)為鰭片太少的散熱器散熱性不佳。還有過大體積的散熱器并不能有效提高散熱,因?yàn)檫@種散熱器邊緣的△t值趨近于零  
②△t加大,散熱器底座的輻射型純銅片或“塞銅”工藝或熱管可加快熱量由底座向鰭片的傳遞,增加△t值(風(fēng)扇能力相同的情況下),另外,盡量加強(qiáng)機(jī)箱通風(fēng),降低機(jī)箱內(nèi)空氣溫度,這相當(dāng)重要  
③v加大,加快散熱器內(nèi)空氣流速,選擇強(qiáng)勁的散熱器風(fēng)扇,合理的轉(zhuǎn)數(shù),轉(zhuǎn)速越高,流速越快,但轉(zhuǎn)數(shù)過高,流經(jīng)散熱器鰭片的阻力加大太多,風(fēng)速并不能增加很多,反而噪音加大。同樣改變風(fēng)扇葉片角度也可提高風(fēng)壓,但角度太大,噪音加大。要加快流速,應(yīng)該合理設(shè)計(jì)散熱器鰭片,減少散熱器內(nèi)風(fēng)道阻力,市場表現(xiàn)為流線型鰭片好于直線形。  
④合理降低d,當(dāng)量直徑減低表現(xiàn)為增加散熱器鰭片密度( 這樣每一風(fēng)道當(dāng)量直徑降低),但要注意該值過小,將大幅增加風(fēng)道阻力,降低流速。  
⑤好的散熱器使CPU起始溫度降低大家都知道,但在CPU滿載時溫度升高不多才是好散熱器的關(guān)鍵所在,同樣道理可以考察機(jī)箱的通風(fēng)狀況是否良好。

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