散热的原理与技术解析-中(2)

文章出处：IT技术点评  作者：HighDiy  发布时间：2006-08-11

散热器材质的选择

　　需要指出的是，在本系列文章中，为说明方便，在散热器材质方面，我们分别从提高热量从热源转移到散热器的效率，即选择具有高传导能力的材质，和提高散热器的容热能力，即选择高比热的材质，两个侧面进行探讨，不过，在实际散热器的设计中，对应的二者之间的选择则不是分离的，尤其在中低端风冷散热器的设计中，出于降低成本的目的，更多的是将二者综合起来考虑，通过使用热传导能力和比热两方面相对均衡的一种材质达到相对尚可的效果。当然，对高端散热器而言，仅仅使用一种材质则未必达到理想的性能指标，则需考虑使用热传导能力强的材质与比热较大的材质等至少两种以上材质结合。

　　一般说来，普通风冷散热器自然要选择金属作为散热器的材料。对所选用的材料，希望其同时具有高比热和高热传导系数，铝的这两个参数都居于前列，是一个相当不错的选择。由于铝具有密度小，延展性好，易于加工等特点，当然，价格远比铜之类便宜，所以目前绝大多数散热器都采用铝作为主要材料。不过，纯铝硬度不足，切削性能差，所以在实际生产中，厂商门为了保证产品有适当的硬度，都采用铝合金来制造实际产品(铝约占总成分的98%)，当然掺杂了其他金属会导致散热性能有所降低，不过，铝优良的导热能力在铝合金身上基本上得到保留。

　　相比较而言，铜和铝合金二者同时各有其优缺点：铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重量过大，且铜制散热器热容量较小，而且容易氧化。另一方面纯铝太软，不能直接使用，都是使用的铝合金才能提供足够的硬度，铝合金的优点是价格低廉，重量轻，但导热性比铜就要差很多。

　　纯铝散热器

　　纯铝散热器是早期最为常见的散热器，其制造工艺简单，成本低，到目前为止，纯铝散热器仍然占据着相当一部分市场。为增加其鳍片的散热面积，纯铝散热器最常用的加工手段是铝挤压技术，而评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度，Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin，Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大，代表铝挤压技术越先进。

　　纯铜散热器

　　铜的热传导系数是铝的1.69倍，所以在其他条件相同的前提下，纯铜散热器能够更快地将热量从热源中带走。不过铜的质地是个问题，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，但其热传导能力大大降低，影响了散热性。此外，铜也有明显的缺点，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( Extrusion )等等问题。

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