有效提高散熱性能的四個(gè)重要因素

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散熱性能對(duì)于需要散熱的機(jī)器和設(shè)備來(lái)說(shuō)，非常重要，最為主要的因素包括四點(diǎn)：接觸面、好的導(dǎo)熱材料、熱傳導(dǎo)系數(shù)高、良好的熱阻效應(yīng)。一直以來(lái)，各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都在不斷的嘗試和改進(jìn)散熱器的生產(chǎn)工藝，希望能得到更好的散熱效果，下面每項(xiàng)分析解說(shuō)一下。

　　1·提高與CPU接觸面的平整度。為了提升吸熱能力，希望散熱片與發(fā)熱設(shè)備緊密結(jié)合，不留任何空隙，可惜這是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此，應(yīng)采用具有較低熱阻及較佳適應(yīng)性的材料填充其中的空隙，這便是導(dǎo)熱膏的用武之地。但導(dǎo)熱膏的熱阻始終要高于加工散熱片的金屬材料，要想根本上提高散熱片吸熱底的吸熱能力，就必須提高其底面平整度。平整度是通過(guò)表面最大落差高度來(lái)衡量的，快速退火爐的通常散熱片的底部稍經(jīng)處理即可達(dá)到0.1mm以下，采用銑床或多道拉絲處理可以達(dá)到0.03mm，而CNC銑床或研磨則可以達(dá)到更好的效果，我們將在后文進(jìn)行具體介紹。總之，散熱片的吸熱底越平整，越有利于熱量吸收，但由于無(wú)法做到完美，涂抹導(dǎo)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(jīng)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。那么是否采用鋁質(zhì)吸熱底的散熱片可以獲得更好的儲(chǔ)熱效果呢？并非如此！因?yàn)榫唧w物體的儲(chǔ)熱能力還決定于其質(zhì)量，具體到散熱片的吸熱底，相同體積下，就決定于材質(zhì)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(jì)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(jié)果很清楚了，相同體積的銅與鋁材（包括各種鋁合金），發(fā)生相同的溫度變化時(shí)，銅可以比鋁多吸收約40％的熱量，即可以更好的抑制發(fā)熱設(shè)備溫度的激增。這正是中高端散熱器即便不采用全銅設(shè)計(jì)，也要采用銅鋁結(jié)合的吸熱底設(shè)計(jì)的原因。

　　除了材質(zhì)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(shè)計(jì)上進(jìn)行發(fā)揮——保持吸熱底厚度不變，增大底面積，或者保持底面積不變，增加吸熱底的厚度，都可以增大吸熱底體積，進(jìn)而提高熱容量。

　 3.材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)要高。要降低吸熱底內(nèi)部熱阻，采用熱傳導(dǎo)系數(shù)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(zhì)，還可以通過(guò)調(diào)整吸熱底的形狀設(shè)計(jì)改變其熱阻。此時(shí)，就面臨著吸熱底縱向與橫向熱阻的平衡問(wèn)題。

　 4.根據(jù)熱傳導(dǎo)的基本常識(shí)——截面積越大，熱阻越小，厚度越大，熱阻越大。具體到吸熱底的形狀設(shè)計(jì)——面積越大，厚度越薄，縱向熱阻越小；相反，厚度越厚，橫向熱阻越小，鰭片的有效連接面積越大�？v向與橫向熱阻分別對(duì)吸熱底的形狀提出了互相矛盾的要求，這就需要設(shè)計(jì)者在其中作出權(quán)衡，選擇合適的面積、厚度與形狀，令縱向與橫向熱阻都可達(dá)到要求，如果沒(méi)能尋找到合適的平衡點(diǎn)，則可能出現(xiàn)一些對(duì)導(dǎo)熱甚至散熱片整體性能造成嚴(yán)重不利影響的情況：

　　厚度大，面積小——橫向熱阻小，可有效利用連接其上的鰭片，但縱向熱阻大，增加了散熱片的整體熱阻，不利于整體性能提高。

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