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纯铜和纯铝用于插片散热器哪个更好?


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     插片散热器经常会用到铜和铝,甚至是两种材料的混合体,如果单独散热从热容方面考虑纯铜比热容:385J/kg*K  密度:8.9g/cm3 纯铝比热容:903 J/kg*K 密度:2.7g/cm3  铜的导热系数是铝的1.69倍,虽然纯铜比热容小于纯铝比热容,但其密度大于纯铝,相同体积的纯铜所能容纳的热量大于纯铝,所以在其他条件相同的前提下,纯铜散热器理应获得比纯铝更好的散热效果。   

不过铜的质地是有讲究的,很多标榜“纯铜散热器”其实并非是真正的100%的铜。在铜的列表中,含铜量超过99%的被称为无酸素铜,下一个档次的铜为含铜量为85%以下的丹铜。目前市场上大多数的纯铜散热器的含铜量都在介于两者之间。而一些劣质纯铜散热器的含铜量甚至连85%都不到,虽然成本很低,但大大影响了散热性。但用铜作为材质也有明显的缺点,成本高,加工难,散热器质量太大都阻碍了全铜散热片的应用。红铜的硬度不如铝合金AL6063,某些机械加工(如剖沟等)性能不如铝;铜的熔点比铝高很多,不利于挤压成形等等问题。结论:结合铜铝特点采用纯铜底座和铝鳍片是散热器最好的选择,加工工艺影响传热效率,整体切割或挤压成型好于焊接和插片。    
    散热器材料确定后的散热  这里主要研究插片散热器,插片散热器主要是强制对流换热,公式如下: Q=F•α•△t  Q—热量 F—换热面积 α—换热系数  △t—温度差(散热器鳍片和流经散热器空气的温度差)强制对流换热紊流情况下的换热系数为:α=K•v0.8 / d0.2  K—空气特性系数(一定温度下为常数) v—空气流速  d—当量直径(假设散热器是无数风道组成)则Q=F•△t •K•v0.8 / d0.2   
    加强换热途径如下:  
①F增大,在散热器体积不变的情况下,尽量加大散热面积,表现为在对流速不减低太多的情况下尽量增加鳍片数量,市场表现为鳍片太少的散热器散热性不佳。还有过大体积的散热器并不能有效提高散热,因为这种散热器边缘的△t值趋近于零  
②△t加大,散热器底座的辐射型纯铜片或“塞铜”工艺或热管可加快热量由底座向鳍片的传递,增加△t值(风扇能力相同的情况下),另外,尽量加强机箱通风,降低机箱内空气温度,这相当重要  
③v加大,加快散热器内空气流速,选择强劲的散热器风扇,合理的转数,转速越高,流速越快,但转数过高,流经散热器鳍片的阻力加大太多,风速并不能增加很多,反而噪音加大。同样改变风扇叶片角度也可提高风压,但角度太大,噪音加大。要加快流速,应该合理设计散热器鳍片,减少散热器内风道阻力,市场表现为流线型鳍片好于直线形。  
④合理降低d,当量直径减低表现为增加散热器鳍片密度( 这样每一风道当量直径降低),但要注意该值过小,将大幅增加风道阻力,降低流速。  
⑤好的散热器使CPU起始温度降低大家都知道,但在CPU满载时温度升高不多才是好散热器的关键所在,同样道理可以考察机箱的通风状况是否良好。

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