工业散热器的结构组成为散热排管、进出总管、框架。 其中,散热排管由散热管束组成,散热管由基管和翅片组成。散热管质量决定换热效果,散热管排列方式影响空气阻力,散热管安装方式决定承受温差(热胀冷缩)能力。 常用散热排管安装方式:框架固定式(SRZ型、SRL型、S型)、框架支撑式(GL型、U型)。 其中,框架固定式,散热管直接焊接到框架箱盒,结果简单,一般用于180℃以下热媒或冷媒;框架支撑式,散热管穿过框架多孔板,与连通管(或弯头)焊接,一般用于180℃以上热媒。 常用散热管类型:钢制散热管(钢管绕钢翅片、热镀锌处理)、钢铝复合散热管(钢管轧铝翅片)、铜制散热管(铜管绕铜翅片、搪锡处理)、铜铝复合散热管(铜管轧铝翅片)、不锈钢散热管(不锈钢管绕不锈钢翅片、高频焊)。 其中,钢制散热管,热镀锌是关键,可以填充缝隙、稳固翅片、传热、防腐;铜制散热管,搪锡是关键。
风冷散热是常见的,而且非常简单,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,但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。
热管是一种具有导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,它利用毛吸作用等流体原理,起到类似冰箱压缩机制冷的效果。具有的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点,并且由热管组成的换热器具有传热、结构紧凑、流体阻损小等优点。由于其特殊的传热特性,因而可控制管壁温度,避免露点腐蚀。
在考虑了铜和铝这两种材质各自的缺点后,市场部分散热器往往采用铜铝结合制造工艺,这些散热片通常都采用铜金属底座,而散热鳍片则采用铝合金。当然,除了铜底,也有散热片使用铜柱等方法,也是相同的原理。凭借较高的导热系数,铜制底面可以快速吸收CPU释放的热量;铝制鳍片可以借助复杂的工艺手段制成有利于散热的形状,并提供较大的储热空间并快速释放,这在各方面找到了的一个均衡点。
热量从CPU核心散发到散热片表面,是一个热传导过程。对于散热片的底座而言,由于直接与高热量的小面积热源接触,这就要求底座能够迅速将热量传导开来。散热片选用较高热传导系数的材料对提高热传导效率很有帮助。通过热传导系统对照表可以看出,如铝的热传导系数237W/mK,铜的热传导系数则为401W/mK,而比较同样体积的散热器,铜的重量是铝的3倍,而铝的比热仅为铜的2.3倍,所以相同体积下,铜质散热器可以比铝质散热器容纳更多的热量,升温更慢。同样厚度的散热器底座,铜不但可以快速引走热源如CPU Die的温度,自己的温度上升也比铝的散热片缓慢。因此铜更适合做成散热器的底面。
贴片工艺是将薄铜片通过螺丝与铝制底面结合,这样做的主要目的是增加散热器的瞬间吸热能力,延长一部分本身设计成熟的纯铝散热器的生命周期。经过测试发现:在铝散热片底部与铜块之间使用导热介质,施加80Kgf的力压紧后用螺丝将其锁紧,其散热效果与铜铝焊接的效果相当,同样达到了预计的散热效能提升幅度。
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