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标题: CPU散热器原理扫盲贴 [打印本页]

作者: zpa88 时间: 2009-6-14 19:24
标题: CPU散热器原理扫盲贴
1、纯铝制散热片

这种散热片是目前使用率最高的散热片之一，整体采用纯铝制造。铝，作为地壳中含有量最高的金属，成本低和热容低是其主要特点，虽然吸热慢，但放热很快，散热效果跟其结构和做工成正比，散热片数越多、底部抛光越好，散热效果越好，但也受其制造工艺上的制约，一般采用铝挤压式制造工艺的散热器凹槽的最小间隔只能做到1.1毫米。散热原理也是最简单的：利用散热器上的散热片来增大它与空气的接触面积，再利用风扇来加速空气流动从而带走散热片上的热量。这种散热片的价格也是最低的，跟以下几种散热器相比散热效果最差。

2、纯铜制散热片

这种散热片跟铝制散热片唯一的区别就是材质换成了纯铜，因为铜跟铝相比有个先天的优点：热传导效能为412w/mk，比铝的226w/mk提高了将近1倍，但铜也有个先天的缺点：热容太高了，也就是说这种散热片吸热快但放热慢，热量在铜片中的物理沉淀非常多，需要配合大功率高转速的风扇，才能达到理想的效果。由于铜具有良好的韧性，制造工艺上比铝容易的多，有折页式、插齿式等等。散热片的密度可以比铝制的做得更高，散热面积也相应更大，这些都可以弥补其热容高所导致散热慢的不足，但纯铜的单位成本和制造成本比铝高很多，直接导致这种散热片的价格居高不下，虽然价格高，但散热效果比铝制的要好多了。

3、纯银制散热片

这种散热片的材质采用了吸热快放热也快的纯银，银的热传导效能为432w/mk，比铜略高，但其热容很低，热量在银质散热器体上的物理沉淀非常少，仅相当于铝的水平，也就是说银制的散热器是集合了铜和铝各自的优点于一身，拥有铜的快速导热性及铝的快速放热性，散热效果非常好，唯一的缺点就是价格高，众所周之，由于银的密度比较高，一个小小的散热片需要几百上千克的银，ALPHA公司著名的PAL7088T纯银制散热器，其中散热片采用1300克纯银，不含风扇的价格就高达15600元，如果配合ALPHA的CTT8450液态轴承马达全自动温控风扇，总价已经超过20000元了，这种离谱的价格实在是非一般人所能接受的。

4、嵌铜式铝制散热片

这种散热器可以说是用经济实惠的方式解决了铜和铝的矛盾关系——中间嵌铜块的铝制散热片，用铜块跟CPU接触，利用铜的快速吸热性来吸取CPU 的热量，再利用铝的快速放热性来释放铜块上的热量，这样做散热效果要好于单一的纯铜或纯铝散热片，但还远远不及纯银的效果，原因很简单：嵌铜散热片的制造过程是利用热胀冷缩的原理，将铝制散热片加热到一定的温度后，再把事先准备好的铜块嵌进去，等铝的温度下降后，收缩就把铜块紧紧地包在了一起，但是铜和铝不能做到100%的接触，所以在热传导效能方面会受到一定的影响，但优点是价格便宜，基本上几十元钱就能买到，比起动辄上百元的纯铜散热片来说，既经济实惠，且效果又好。

5、压铸铜式铝制散热片

这种散热片乍看外表颇似嵌铜散热片，底座上也有一块铜，但不一样的地方是：这种散热片上的铜块并不像嵌铜散热片那样是利用热胀冷缩的原理嵌进去的，而是使用了最先进的压铸技术，可以说是完全的无缝连接，所以在铜块与铝座的连接线上，无论怎么看，怎么摸，都绝对感觉不到任何缝隙，从根本上保证了铜块与铝座之间的热传导性，因此，具有超强的散热性能。典型的例子就是曾经被媒体封称为“地球上最强风冷散热器”的ALPHA PAL8045T。当然，由于制造复杂做工精细，一般采用这种工艺制造的散热器价格颇高， ALPHA PAL8045T不带风扇的散热片，其价格就要420元了，价格是比较昂贵，但散热效果极佳。
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6、热管散热系统

这种散热系统与上述的散热片不同，上述的散热片是利用金属的热传导性能将热量从散热面积小的CPU表面传递到散热面积大的散热片上，因此，其散热性能取决于制造这个散热片所采用的材质。热管散热系统并不是利用金属的热传导性能来导热的，而是利用在密闭的铜管内液态介质的蒸发及冷凝过程传递热量的，物理常识告诉我们：液态到气态及气态到液态的转化，分别需要吸收及放出大量的热，所以热管传递热量的效率很高，导热系数比单一金属材质要高出几个数量级。

原理是：在密闭的铜管中抽真空并填入沸点较低的液体，当铜管的一头温度升高时，这段铜管里面的液体就会受热而汽化，并依靠铜管内部两端的蒸汽压力差而向另一端移动，由于另一端的温度较低，气体移动到这里时，遇冷液化并反向流回，这个反向的流动依靠热管内壁丝网结构提供的毛细泵力进行的，我们知道，当液体变成气体时是要吸收大量的热，而当气体变成液体时会放出大量的热，热管就是利用这个原理来传导热量的

作者: luckyps 时间: 2009-6-14 20:10
怎么能每人顶哪知识阿...

作者: tt5900 时间: 2009-6-14 20:24
酷冷风神匠一代的飘过..

作者: fmplayed 时间: 2009-6-14 20:27
看见大家都在顶，虽然不知道什么意思，但是为了显示自己有文化，顺便跟国际接轨，我也顶一下

作者: 刚好五个字 时间: 2009-6-14 20:32
学习了谢谢LZ

作者: 杨威利YI 时间: 2009-6-14 21:42
路过学习了谢谢

作者: wsxnd 时间: 2009-6-14 21:46
不错啊,给咱这些新人上课了

作者: dengyuke 时间: 2009-6-14 21:57
学习了...谢谢

作者: freezee 时间: 2009-6-14 22:04
ALPHA每次看到都有种很耀眼的感觉～

作者: qq1qq1 时间: 2009-6-14 22:13
好贴一个要学习，体会，正是我需要的谢谢

作者: svanrin 时间: 2009-6-14 22:25
不错，比较详细的帖子

作者: snowhillwxf 时间: 2009-6-14 23:35
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 393 时间: 2009-6-15 01:42
ALPHA PAL8045T的工艺很强悍，P3时就有一款很牛气。

作者: shoppingwang 时间: 2009-6-15 01:51
老文了，不过是好文…

作者: Ranma 时间: 2009-6-15 08:38
看到什么铝吸热慢放热快就没胃口了，不懂就不要出来害人。

作者: bcyj 时间: 2009-6-15 08:40

看到什么铝吸热慢放热快就没胃口了，不懂就不要出来害人。
Ranma 发表于 2009-6-15 08:38

顶你
那些人能说出这话，明显物理不合格

作者: KGHERO 时间: 2009-6-15 12:18
又学习了

作者: howardhe1 时间: 2009-6-15 12:26
学习学习。。。。。。。。。。。。

作者: 拳头 时间: 2009-6-15 12:49

看到什么铝吸热慢放热快就没胃口了，不懂就不要出来害人。
Ranma 发表于 2009-6-15 08:38

快绝望了，为什么接受错误观点就这么容易呢？

作者: 刚好五个字 时间: 2009-6-15 12:51
热管加暴力风扇效果不错

作者: 瞎猫 时间: 2009-6-15 12:55

看到什么铝吸热慢放热快就没胃口了，不懂就不要出来害人。
Ranma 发表于 2009-6-15 08:38

顶，为啥很多自己都很盲的人却偏偏要写扫盲贴。。。

作者: alonso6 时间: 2009-6-15 15:27
到底是学习还是被害了啊！

作者: caogang 时间: 2009-6-15 15:30
顶贴，写得好啊

作者: xeon-pan 时间: 2009-6-15 16:19

顶，为啥很多自己都很盲的人却偏偏要写扫盲贴。。。
瞎猫发表于 2009-6-15 12:55

求辩论。。。。

作者: koulongfei 时间: 2009-6-15 17:55
ALPHA每次看到都有种很耀眼的感觉～

作者: wangchunboss 时间: 2009-6-15 18:10
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: [MB] l1 时间: 2009-6-15 18:14

快绝望了，为什么接受错误观点就这么容易呢？
拳头发表于 2009-6-15 12:49

也不知是那位物理泰斗发明出来的神论

作者: [MB] l1 时间: 2009-6-15 18:16

到底是学习还是被害了啊！
alonso6 发表于 2009-6-15 15:27

学习如何被害

作者: tornk 时间: 2009-6-15 18:37

看到什么铝吸热慢放热快就没胃口了，不懂就不要出来害人。
Ranma 发表于 2009-6-15 08:38

莫非铝吸热快，放热也快？比铜好啊~
莫非铝吸热慢，放热也慢？拿干嘛用它做散热片？

请反方辩解~

作者: 鲁迅 时间: 2009-6-15 18:47
骨灰贴子还有人发，版主怎么不来管管啊。

菜鸟乐园都很少有这么过时的帖子啦。

作者: westlee 时间: 2009-6-15 19:00
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: xeon-pan 时间: 2009-6-15 19:56

金属的导热能力可以用导热率来比较，导热率越高的导热速度越快，所以吸热快放热必然快，吸热快放热慢的不存在。

把导热的金属看做电气回路里面的导线，发热端（cpu）看做正极，吸热端（空气）看作负极，就很好 ...
westlee 发表于 2009-6-15 19:00

不会啊，你看一个小学实验就有比较沙子和水的吸热和散热能力的。结果是沙子存热快散热慢，水吸热慢散热快啊

作者: bcyj 时间: 2009-6-15 20:33

不会啊，你看一个小学实验就有比较沙子和水的吸热和散热能力的。结果是沙子存热快散热慢，水吸热慢散热快啊
xeon-pan 发表于 2009-6-15 19:56

不知道你那实验怎样做的，液体的话还要计算挥发所走的热
相同接触面积，关于所谓的吸热和散热，就只是关系两个参数，热容和导热系数
热从高温传向低温，就是热源传到散热片，散热片再传到空气中

作者: 奔奔~新马甲 时间: 2009-6-15 21:34
这种好帖一定要顶吖........

作者: cool_exorcist 时间: 2009-6-15 22:32
“虽然吸热慢，但放热很快”

是不是我理解错了

作者: lobbiest 时间: 2009-6-15 22:38
另求高手解答热量如何物理沉积在散热片上，难道定期清理散热器清理掉的是热量

作者: huwkgodfish 时间: 2009-6-15 22:43
铜的传热快就能更快的和空气交换热量所以就有铜散热好于铝的说话其实最关键就是设计好比显存散热片个人认为铝的和铜的没什么区别因为本身散热面积就很小

作者: shlnfqqev 时间: 2009-6-15 22:55
又学习了...原来还有银做的散热器啊

作者: bill_max 时间: 2009-6-15 23:10
因为铜比铝贵,而且贵很多.
又重,不方便.
所以大多数用铝不用铜.

作者: Readon 时间: 2009-6-15 23:10
bucuo ~~~~

作者: zj14729618 时间: 2009-6-15 23:55
不错，比较详细的帖子

作者: zpa88 时间: 2009-6-15 23:55
本帖最后由 zpa88 于 2009-6-16 00:34 编辑

莫非铝吸热快，放热也快？比铜好啊~
莫非铝吸热慢，放热也慢？拿干嘛用它做散热片？

请反方辩解~
tornk 发表于 2009-6-15 18:37

铜的热传导性比铝好，是铝的1.8倍，这是在同等面积下来比较的

铜的热容量比铝小，铝是铜的2.2倍，这是在同等质量下来比较的

而铜的质量是铝的3.2倍，同样质量的铝散热器比铜制的大三倍，面积大的多，而热容比又大2.2倍，散热那个快？

所以同等质量的铝散热器比铜制的传导性好1.66倍，热容比高2.2倍。铝制散热器胜出。

作者: zpa88 时间: 2009-6-16 00:02
本帖最后由 zpa88 于 2009-6-16 00:28 编辑

换个思考角度

2个同等体积的铜铝散热器，铜散热器的质量是铝散热器的3倍

那么，同等面积下，铜的热传导是铝质的1.8倍

3倍质量的铜的热容比和铝是3：2.2，是铝的1.36倍

符合上述前提下，铜散热器导热快，散热也快。

作者: max3396 时间: 2009-6-16 00:23
俺是小白进来升级下脑袋

作者: gzpony 时间: 2009-6-16 09:32

铜的热传导性比铝好，是铝的1.8倍，这是在同等面积下来比较的

铜的热容量比铝小，铝是铜的2.2倍，这是在同等质量下来比较的

而铜的质量是铝的3.2倍，同样质量的铝散热器比铜制的大三倍，面积大的多，而 ...
zpa88 发表于 2009-6-15 23:55

顶一下这回复。这个分析才是确实物理学得明白的

作者: z4908319 时间: 2009-6-16 09:39
很好很强大学习了

作者: huwkgodfish 时间: 2009-6-16 10:01

铜的热传导性比铝好，是铝的1.8倍，这是在同等面积下来比较的

铜的热容量比铝小，铝是铜的2.2倍，这是在同等质量下来比较的

而铜的质量是铝的3.2倍，同样质量的铝散热器比铜制的大三倍，面积大的多，而 ...
zpa88 发表于 2009-6-15 23:55

要比的是同等体积不是同等质量......

作者: morningsunwe 时间: 2009-6-16 10:03
我只知道风量和噪音成正比............

学习了

作者: jzkaisa2008 时间: 2009-6-17 00:24
和楼主考虑的一样，所以淘宝弄了个嵌铜铝制散热片的，很好用，效果很明显啊

作者: xihaooo 时间: 2009-6-17 00:58
俺学物理的时候只知道热量传导只和热阻以及温度差有关，

作者: joetyler 时间: 2009-6-17 14:51
不管是什么时候的贴。对于第一次看到的人，都是一种知识的灌溉

作者: lcgo001 时间: 2009-6-17 15:19

要比的是同等体积不是同等质量......
huw【请注意文明用词】fish 发表于 2009-6-16 10:01

散热器总不能要多重就多重，主板受得了吗？在达到主板承重极限的时候铝的面积一定大于铜的

作者: huwkgodfish 时间: 2009-6-18 17:36
本帖最后由 huwkgodfish 于 2009-6-18 23:04 编辑

散热器总不能要多重就多重，主板受得了吗？在达到主板承重极限的时候铝的面积一定大于铜的
lcgo001 发表于 2009-6-17 15:19

要比的话就比同种设计的散热器  OC3的几款显卡散热器有全铜和全铝的  外型一样那当然算体积比性能  结果当然是全铜好于全铝

散热器厂家不可能没脑子到设计出个主板都受不了的散热器来

要是算同等重量全铜的还不变成超级MINI散热器了......

如果按主板极限重量来算的话铝的面积是大于铜  但是不是散热面积越大效果就越好的  是有个极限的无法及时的把热源的热量带到散热面  散热面再大也白搭

同样散热器厂家不可能没脑子到设计出个机箱都装不进的散热器来

作者: scczl 时间: 2009-6-18 20:27
最后的总结

作者: he222 时间: 2009-6-18 23:27
学习了

作者: milk27 时间: 2009-6-18 23:45
学习了

作者: flz821028 时间: 2009-6-19 02:41
5年前就有了吧

作者: zhengzho 时间: 2009-6-19 08:49
知识帖要顶的!!!!!!!!!!!

作者: popeyesh 时间: 2009-6-19 09:39
学习一下

作者: zhouweigsh 时间: 2009-6-19 10:57
ALPHA的以前IBM拆出个，P2 450的被动

作者: huwkgodfish 时间: 2009-6-20 17:37

说出这样的话来，我只能报以一笑

参考利民的全被动散热概念机箱和ZM的全被动散热机箱

没听说过利民全被动散热机箱的可以BAIDU“HSC-101”

别给我说全铜的也行，全铜的你搬都搬不动

我现在搬TT SPEDO ...
ROYALSS 发表于 2009-6-18 23:54

我要大笑了....

别说是我的帖子包括LZ发的都是CPU散热器你搬个机箱出来做什么?

看贴不仔细.... 好歹也尊重下发贴人

作者: lptt3 时间: 2009-6-20 18:44
本帖最后由 lptt3 于 2009-6-20 18:49 编辑

热容的就是质量单位的物体升高1度需要吸收的热量，或者理解为单位质量的物体能吸收的热量。这个是铜的好。

传导率是个速度概念，比如单位长度的物体，热量从热端到冷端所需要的时间除以长度即为传导率。

换成散热器来讲，当外形一致时。1.cpu加热铜散热器到一定温度所需要的时间比铝长，因为铜的热容更高，cpu要使铜达到相同温度所需要的热量更多。2.由于铜传导率更高，所以吸收热量更快。3.由于散热器的体积都有限，所以热容也有限。简单的说就是热容有临界点，当达到临界点时，无论铝或者铜，温度都持续上升。

所以当散热器外形一致，散热面积一致时。1.在没有达到“临界点”的时候，铜的效果好于铝。2.当达到“临界点”时，铜和铝的差别不大，铜因为传导率较高稍好。但同时铜内积蓄的热量也更多，换句话说就是铜需要挥发的热量也更多，所以差距不能拉开。3.散热面积也有临界点。当散热面积临界点所挥发的热量大于热源加热的速度时，热源将不能使散热器达到临界点，温度将持续在气温左右。所以被动散热器成为可能。4.在有风扇的情况下也符合第三条所述。只是有风扇的情况下，根据风扇的气流量使得散热面积临界点有不同程度的降低而已。

作者: lptt3 时间: 2009-6-20 18:52
传导率也有各自的临界点。。。算了，不研究了。。。

作者: k-dash 时间: 2009-6-20 21:30
嗯好好学习了

作者: jiangfannew 时间: 2009-6-20 22:29
很不错！

作者: ly00110 时间: 2009-6-20 23:24
新手围观，为了迅速的转正，增加活跃度，我决定每帖必顶

作者: leitata 时间: 2009-6-20 23:33
热管里真的有液体？

作者: huwkgodfish 时间: 2009-6-21 11:31

热容的就是质量单位的物体升高1度需要吸收的热量，或者理解为单位质量的物体能吸收的热量。这个是铜的好。

传导率是个速度概念，比如单位长度的物体，热量从热端到冷端所需要的时间除以长度即为传导率。

换成散 ...
lptt3 发表于 2009-6-20 18:44

有些不赞同因为散热器是要看设计的不是一定说铜温度下来的就慢..

作者: djguoer 时间: 2009-6-21 11:31
存钱买散热器。。。

作者: lptt3 时间: 2009-6-22 00:57

有些不赞同因为散热器是要看设计的不是一定说铜温度下来的就慢..
huw【请注意文明用词】fish 发表于 2009-6-21 11:31

呵，我没说铜下来得慢不是，我说的是铜稍好。。。还有所谓的设计就是弄个外形焊接等而已，再怎么设计也是无法改变物理属性的。况且我都有说外形体积一致不是。。。

作者: douziwang 时间: 2009-6-22 09:56
看看就过..哪有钱钱买啊..

作者: KGHERO 时间: 2009-6-22 12:24
技术贴　学习中　

作者: cake3344 时间: 2009-6-22 13:14
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: joneni 时间: 2009-6-22 13:38
看见大家都在顶，虽然不知道什么意思，但是为了显示自己有文化，顺便跟国际接轨，我也顶一下

作者: xzj0713 时间: 2009-6-22 14:00
学习帖！！！反正我买散热器就是挑好看的。哈哈

作者: bluematch 时间: 2009-6-22 14:13
mark

长度补丁 v0.1

作者: rocksky 时间: 2009-6-22 14:16
学习了谢谢LZ

作者: cmh52 时间: 2009-6-23 00:14
我每天看贴无数,基本上不回贴.
后来发现这样很傻,很多比我注册晚的人财产都比我多,于是我就把这段文字保存在记事本里,每看一贴就复制粘贴一次.顺便帮LZ把贴子顶上去

作者: ultrattack 时间: 2009-6-23 00:33
PAL7088T
这个散热器在网上都找不到图片,一张都没有.

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