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有效提高散熱性能的四個重要因素


來源:m.hzhfgj.com

散熱性能對於需要散熱的機器和設備來說,非常重要,最為主要的因素包括四點:接觸麵、好的導熱材料、熱傳導係數高、良好的熱阻效應。一直以來,各個生產企業都在不斷的嚐試和改進散熱器的生產工藝,希望能得到更好的散熱效果,下麵每項分析解說一下。

  1·提高與CPU接觸麵的平整度。為了提升吸熱能力,希望亚搏足彩官方下截 與發熱設備緊密結合,不留任何空隙,可惜這是無法實現的。因此,應采用具有較低熱阻及較佳適應性的材料填充其中的空隙,這便是導熱膏的用武之地。但導熱膏的熱阻始終要高於加工亚搏足彩官方下截 的金屬材料,要想根本上提高亚搏足彩官方下截 吸熱底的吸熱能力,就必須提高其底麵平整度。平整度是通過表麵最大落差高度來衡量的,快速退火爐的通常亚搏足彩官方下截 的底部稍經處理即可達到0.1mm以下,采用銑床或多道拉絲處理可以達到0.03mm,而CNC銑床或研磨則可以達到更好的效果,我們將在後文進行具體介紹。總之,亚搏足彩官方下截 的吸熱底越平整,越有利於熱量吸收,但由於無法做到完美,塗抹導熱膏成為了安裝散熱器的必須步驟。

  2·材料的比熱容要高。前文中已經介紹了比熱容的概念,從中可以得知:令1千克的銅溫度升高1攝氏度需要吸收93卡的熱量,而令千克鋁溫度升高1攝氏度則需要吸收217卡的熱量。那麼是否采用鋁質吸熱底的亚搏足彩官方下截 可以獲得更好的儲熱效果呢?並非如此!因為具體物體的儲熱能力還決定於其質量,具體到亚搏足彩官方下截 的吸熱底,相同體積下,就決定於材質密度——銅的密度為8933 kg/m^3,鋁的密度為2702 kg/m^3。不妨依下述公式計算一下銅與鋁的體積比熱容:

  Cv=ρ x Cm
銅的體積比熱容=8933 kg/m^3 x 93kl/kg*°C≈0.83 x 10^6 kl/ m^3*K,鋁的體積比熱容=2702 kg/m^3 x 217kl/kg*°C≈0.58 x 10^6 kl/ m^3*K

  結果很清楚了,相同體積的銅與鋁材(包括各種鋁合金),發生相同的溫度變化時,銅可以比鋁多吸收約40%的熱量,即可以更好的抑製發熱設備溫度的激增。這正是中高端散熱器即便不采用全銅設計,也要采用銅鋁結合的吸熱底設計的原因。
  除了材質上選擇具有更高“體積比熱容”的材料外,還可以在吸熱底的形狀設計上進行發揮——保持吸熱底厚度不變,增大底麵積,或者保持底麵積不變,增加吸熱底的厚度,都 可以增大吸熱底體積,進而提高熱容量。
  3.材料的熱傳導係數要高。要降低吸熱底內部熱阻,采用熱傳導係數更高的銅的確是比鋁合金更好的選擇,也正是目前許多中高端散熱器所采用的方法。確定了吸熱底的材質,還可以通過調整吸熱底的形狀設計改變其熱阻。此時,就麵臨著吸熱底縱向與橫向熱阻的平衡問題。
  4.根據熱傳導的基本常識——截麵積越大,熱阻越小,厚度越大,熱阻越大。具體到吸熱底的形狀設計——麵積越大,厚度越薄,縱向熱阻越小;相反,厚度越厚,橫向熱阻越小,鰭片的有效連接麵積越大。縱向與橫向熱阻分別對吸熱底的形狀提出了互相矛盾的要求,這就需要設計者在其中作出權衡,選擇合適的麵積、厚度與形狀,令縱向與橫向熱阻都可達到要求,如果沒能尋找到合適的平衡點,則可能出現一些對導熱甚至亚搏足彩官方下截 整體性能造成嚴重不利影響的情況:
  厚度大,麵積小——橫向熱阻小,可有效利用連接其上的鰭片,但縱向熱阻大,增加了亚搏足彩官方下截 的整體熱阻,不利於整體性能提高。

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