目前所有的散热器都以热传导

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1、目 前 所 有 的 散 热 器 都 以 热 传 导 、 热 对 流 为 主 要 方 式 进 行 散 热 ， 还 没 有 听 说 能以 热 辐 射 为 主 要 方 式 对 芯 片 进 行 降 温 的 产 品 。 根 据 热 传 导 、 热 对 流 手 段 的 不同 ， 可 以 将 散 热 器 产 品 分 为 主 动 与 被 动 两 种 方 式 。 主 动 的 含 义 是 ， 有 与 发 热体 无 关 的 能 源 参 与 进 行 强 制 散 热 ， 比 如 风 扇 、 液 冷 中 的 水 泵 ， 相 变 制 冷 中 的压 缩 机 ， 这 些 散 热 手 段 的 普 遍 特 点 是 效 率 高 ，

2、但 同 时 也 需 要 其 它 能 源 的 辅 助 。与 之 相 反 ， 被 动 的 意 思 就 好 理 解 了 ， 就 是 仅 依 靠 发 热 体 或 散 热 片 的 自 行 发 散来 进 行 降 温 。 编 辑 本 段 散 热 方 式 与 产 品 分 类CPU 散 热 其 实 就 是 一 个 热 传 递 的 过 程 ， 目 的 是 将 CPU 产 生 的 热 量 带 到 其它 介 质 上 ， 将 CPU 温 度 控 制 在 一 个 稳 定 范 围 之 内 。 根 据 我 们 生 活 的 环 境 ，CPU 的 热 量 最 终 是 要 发 散 到 空 气 当 中 。 而 在 这 之 间 的 热

3、 传 递 过 程 ， 就 是 散 热器 所 要 扮 演 的 角 色 了 。 目 前 所 有 的 散 热 器 都 以 热 传 导 、 热 对 流 为 主 要 方 式 进 行 散 热 ， 还 没 有听 说 能 以 热 辐 射 为 主 要 方 式 对 芯 片 进 行 降 温 的 产 品 。 根 据 热 传 导 、 热 对 流 手段 的 不 同 ， 可 以 将 散 热 器 产 品 分 为 主 动 与 被 动 两 种 方 式 。 主 动 的 含 义 是 ， 有与 发 热 体 无 关 的 能 源 参 与 进 行 强 制 散 热 ， 比 如 风 扇 、 液 冷 中 的 水 泵 ， 相 变 制冷 中 的 压

4、缩 机 ， 这 些 散 热 手 段 的 普 遍 特 点 是 效 率 高 ， 但 同 时 也 需 要 其 它 能 源的 辅 助 。 与 之 相 反 ， 被 动 的 意 思 就 好 理 解 了 ， 就 是 仅 依 靠 发 热 体 或 散 热 片 的自 行 发 散 来 进 行 降 温 。 在 本 专 题 中 ， 我 们 所 介 绍 的 产 品 全 部 为 主 动 式 散 热 器 ， 目 前 的 产 品 类 型包 括 有 ： 风 冷 、 液 冷 、 干 冰 、 液 氮 与 压 缩 机 制 冷 。 以 下 分 别 详 细 介 绍 。 编 辑 本 段 风 冷 散 热 技 术由 于 实 现 成 本 低 廉

5、， 风 冷 散 热 是 最 常 见 的 散 热 技 术 。 其 制 造 相 对 简 单 ，就 是 使 用 风 扇 带 走 散 热 器 所 吸 收 的 热 量 。 具 有 价 格 相 对 较 低 ， 安 装 简 单 等 优点 。 一 个 高 风 量 的 风 扇 +高 导 热 效 率 材 料 的 散 热 片 就 可 以 组 成 一 个 性 能 不 错的 CPU 风 冷 散 热 器 。 传 统 风 冷 散 热 器 的 基 本 结 构 ， 分 为 风 扇 、 扣 具 、 散 热 片 （ 鳍 片 部 分 ） 、散 热 片 （ 底 板 部 分 ） 这 四 大 部 分 。 其 中 ， 散 热 片 的 技 术

6、 是 最 重 要 的 ， 要 涉 及到 材 料 、 工 艺 、 结 构 等 等 方 面 ， 也 是 我 们 要 重 点 讨 论 的 部 分 。 风 扇 的 性 能 也不 可 忽 视 ， 包 括 了 风 量 、 风 压 、 噪 音 、 使 用 寿 命 等 要 素 。 最 后 ， 我 们 还 要 分析 扣 具 的 类 型 。 材 料 编 辑 本 段 液 氮 散 热 技 术 提 起 液 氮 制 冷 超 频 ， 很 多 人 可 能 会 倒 吸 一 口 凉 气 ， 觉 得 这 种 做 法 太 过 夸张 ， 似 乎 是 遥 不 可 及 的 事 情 。 其 实 则 不 然 ， 这 要 明 白 其 中 缘 由

7、 、 胆 大 心 细 ，谁 都 可 以 的 ！ 液 氮 制 冷 的 核 心 部 件 就 是 蒸 发 皿 ， 其 作 用 就 是 陈 放 液 氮 ， 吸 收 CPU 发出 的 热 量 使 得 液 氮 沸 腾 ， 液 氮 气 化 之 时 吸 收 大 量 的 热 量 ， 能 够 迅 速 地 将 蒸 发皿 温 度 降 至 零 下 100 左 右 ！ 由 于 液 氮 气 化 时 吸 热 非 常 快 ， 因 此 空 气 中 的 水 蒸 气 将 会 凝 结 在 铜 管 表 面 ，所 以 必 须 在 外 面 套 一 层 绝 缘 橡 胶 材 料 ， 这 种 材 料 还 必 须 要 有 保 温 作 用 ， 以 防

8、止 液 氮 产 生 的 “冷 能 ”浪 费 ， 在 超 频 过 程 中 节 省 液 氮 用 量 ！ 容 器 底 部 的 铜 底 做 成 了 蜂 窝 状 ， 显 然 是 为 了 增 加 液 氮 和 铜 块 的 接 触 面 积 ，这 样 能 够 加 速 液 氮 的 沸 腾 ， 达 到 迅 速 制 冷 的 目 的 。 底 座 部 分 的 防 护 工 作 也 不 容 忽 视 ， CPU 附 近 的 温 度 非 常 低 ， 所 以 尽 可 能不 让 他 与 空 气 接 触 ， 防 止 冷 凝 产 生 的 露 水 滴 落 在 主 板 上 产 生 悲 剧 事 故 ！ 可 能 有 些 人 觉 得 比 较 纳

9、闷 ， 这 个 蒸 发 皿 就 相 当 于 一 个 散 热 器 ， 那 么 散 热器 为 什 么 没 有 扣 具 呢 ？ 是 用 液 氮 超 频 自 然 在 开 放 环 境 下 进 行 ， 这 样 的 话 只 要将 蒸 发 皿 立 在 CPU 上 面 就 可 以 了 ， 导 热 硅 脂 都 不 需 要 （ 好 像 还 没 有 能 禁 受 住-100 低 温 的 导 热 硅 脂 ） ， 铜 管 自 身 的 重 量 就 能 够 很 好 的 传 热 了 。 橡 胶 外 套 的 保 温 作 用 在 实 际 操 作 中 也 是 非 常 方 便 ， 当 有 需 要 移 动 容 器 的时 候 ， 手 指 就

10、 不 会 被 冻 伤 了 。 液 氮 制 冷 当 然 少 不 了 液 氮 ， 其 实 液 氮 并 不 是 什 么 新 鲜 玩 意 ， 工 业 用 纯 度较 低 的 液 氮 价 格 也 是 很 便 宜 了 ， 这 么 大 一 桶 也 只 要 几 十 块 钱 ， 一 般 来 说 这 一桶 可 以 连 续 使 用 好 几 个 小 时 ， 足 够 将 CPU 性 能 榨 干 。 使 用 保 温 杯 添 加 液 氮 是 最 合 适 不 过 了 。 云 雾 瞭 绕 中 ， CPU 恍 然 置 入 仙境 ！ 液 氮 超 低 温 的 优 势 就 在 于 可 以 给 CPU 加 高 压 ， “高 压 之 下 必

11、 有 勇 夫 ”，CPU/GPU 的 散 热 完 全 不 用 担 心 ， 因 此 可 以 尝 试 平 时 不 敢 奢 想 的 高 压 ， 在 高 压下 就 能 冲 击 更 高 频 率 。 即 便 是 普 通 状 况 下 被 定 义 为 “不 好 超 ”的 CPU， 在液 氮 的 推 动 下 也 能 爆 发 出 惊 人 的 威 力 1！ 散 热 片 材 料 的 选 取在 散 热 片 材 料 的 选 取 上 ， 主 要 考 虑 以 下 三 方 面 的 ： 1.导 热 性 能 好 导 热 性 是 一 个 比 较 笼 统 的 说 法 ， 包 括 了 热 传 导 系 数 、比 热 等 等 概 念 。 相

12、 对 其 它 固 体 材 料 ， 金 属 的 导 热 性 决 定 了 它 更 适 合 用 于 散 热器 制 造 ； 比 如 铜 的 导 热 快 ， 铝 的 散 热 快 等 ， 这 都 是 有 金 属 本 身 的 特 性 决 定 的 。2.易 于 加 工 延 展 性 好 ， 高 温 相 对 稳 定 ， 可 采 用 各 种 加 工 工 艺 ； 3.易 获 取 虽 然 金 属 也 属 不 可 再 生 资 源 ， 但 供 货 量 大 ， 不 需 特 殊 工序 ， 价 格 也 相 对 低 廉 ； 依 据 以 上 三 点 ， 就 确 定 了 散 热 片 所 用 材 料 类 型 。 上 文 在 介 绍 热

13、传 导 系 数与 比 热 值 的 时 候 ， 已 经 说 明 了 这 些 问 题 。 但 在 材 料 选 取 的 时 候 ， 除 了 要 综 合考 虑 导 热 参 数 的 高 低 以 外 ， 还 需 要 兼 顾 到 材 料 的 机 械 性 能 与 价 格 。 热 传 导 系 数 很 高 的 金 、 银 ， 由 于 质 地 柔 软 、 密 度 过 大 、 及 价 格 过 于 昂 贵而 无 法 广 泛 采 用 ； 铁 则 由 于 热 传 导 率 过 低 ， 无 法 满 足 高 热 密 度 场 合 的 性 能 需要 ， 不 适 合 用 于 制 作 计 算 机 空 冷 散 热 片 。 铜 的 热 传

14、导 系 数 同 样 很 高 ， 可 碍 于硬 度 不 足 、 密 度 较 大 、 成 本 稍 高 、 加 工 难 度 大 等 不 利 条 件 ， 在 计 算 机 相 关 散热 片 中 使 用 较 少 ， 但 近 两 年 随 着 对 散 热 设 备 性 能 要 求 的 提 高 ， 越 来 越 多 的 散热 器 产 品 部 分 甚 至 全 部 采 用 了 铜 质 材 料 。 铝 作 为 地 壳 中 含 量 最 高 的 金 属 ， 因热 传 导 系 数 较 高 、 密 度 小 、 价 格 低 而 受 到 青 睐 ； 但 由 于 纯 铝 硬 度 较 小 ， 在 各种 应 用 领 域 中 通 常 会 掺

15、 加 各 种 配 方 材 料 制 成 铝 合 金 ， 借 此 获 得 许 多 纯 铝 所 不具 备 的 特 性 ， 而 成 为 了 散 热 片 加 工 材 料 的 理 想 选 择 。 各 种 铝 合 金 材 料 根 据 不 同 的 需 要 ， 通 过 调 整 配 方 材 料 的 成 分 与 比 例 ， 可以 获 得 各 种 不 同 的 特 性 ， 适 合 于 不 同 的 成 形 、 加 工 方 式 ， 应 用 于 不 同 的 领 域 。热 传 导 系 数 表 中 列 出 的 5 种 不 同 铝 合 金 中 ： AA6061 与 AA6063 具 有 不 错 的热 传 导 能 力 与 加 工 性

16、 ， 适 合 于 挤 压 成 形 工 艺 ， 在 散 热 片 加 工 中 被 广 为 采 用 。ADC12 适 合 于 压 铸 成 形 ， 但 热 传 导 系 数 较 低 ， 因 此 散 热 片 加 工 中 通 常 采 用AA1070 铝 合 金 代 替 ， 可 惜 加 工 机 械 性 能 方 面 不 及 ADC12。 AA1050 则 具 有 较好 的 延 展 性 ， 适 合 于 冲 压 工 艺 ， 多 用 于 制 造 细 薄 的 鳍 片 。 散 热 片 的 制 造 材 料 是 影 响 效 能 的 重 要 因 素 ， 选 择 时 必 须 加 以 注 意 ！ 当 前绝 大 多 数 的 低 端 CPU 散 热 器 都 是 采 用 铝 合 金 ， 原 因 自 然 是 材 料 及 制 造 成 本 低廉 ， 性 能 难 免 会 受 到 一 定 的 限 制 ； 中 高 端 散 热 器 为 了 适 应 目 前 发 热 设 备 功 率的 不 断 提 升 ， 增 强 散 热 性 能 ， 则 会 在 散