การเลือกใช้วัสดุระบายความร้อนของฮีทซิงค์ระบายความร้อนของ CPU

หลักการทำงานของฮีทซิงค์ CPU:

ยกตัวอย่างฮีทซิงค์ดาวน์ลมของ Intel วงกลมสีเหลืองที่ด้านล่างของฮีทซิงค์ทำจากทองแดง เป็นการสัมผัสโดยตรงกับซีพียู ด้วยคุณสมบัติของการนำความร้อนที่ง่ายดายของโลหะ ความร้อนที่เกิดจาก CPU จึงสามารถกำจัดออกไปได้อย่างรวดเร็ว เพื่อให้ความร้อนสามารถส่งผ่านไปยังครีบระบายความร้อนโดยรอบ จากนั้นครีบสามารถสัมผัสกับอากาศในพื้นที่ขนาดใหญ่และ ความช่วยเหลือของพัดลมเพื่อให้บรรลุผลของการกระจายความร้อน

ลักษณะของวัสดุทองแดงและอลูมิเนียม:

ฮีทซิงค์ส่วนใหญ่ทำจากทองแดงหรืออลูมิเนียม ทองแดงหรืออลูมิเนียมดีกว่ากัน? โดยปกติ เราต้องดูคุณสมบัติทางกายภาพสองประการของวัสดุ: การนำความร้อนและความร้อนจำเพาะ

ค่าการนำความร้อนของทองแดงที่อุณหภูมิห้องคือ 401 w / MK; อลูมิเนียมคือ 237 w/M K ยิ่งตัวเลขสูงการนำความร้อนก็จะยิ่งดี ดังนั้นผลการนำความร้อนของทองแดงจึงเกือบสองเท่าของอลูมิเนียม ความร้อนจำเพาะของทองแดงคือ 0.385 J / GK; ความร้อนจำเพาะของอลูมิเนียมคือ 0.897 J / g K ยิ่งความร้อนจำเพาะมีค่าน้อย อุณหภูมิก็จะขึ้นหรือลงได้ง่ายขึ้น ความร้อนจำเพาะของทองแดงมีค่าประมาณครึ่งหนึ่งของอลูมิเนียม ดังนั้นอุณหภูมิจะลดลงเร็วขึ้นและการกระจายความร้อนจึงมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ทำไมหม้อน้ำส่วนใหญ่จึงใช้ส่วนผสมของทองแดงและอลูมิเนียม?

1. ใช้วัสดุผสมระหว่างทองแดงและอลูมิเนียมเนื่องจากเราไม่สามารถตัดสินผลกระทบของหม้อน้ำจากความร้อนจำเพาะเพียงอย่างเดียวได้ ควรเปรียบเทียบความร้อนจำเพาะบนสมมติฐานที่มีน้ำหนักเท่ากัน ความหนาแน่นของทองแดงและอลูมิเนียมแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง กล่าวคือ ปริมาตรจะแตกต่างกันภายใต้น้ำหนักเดียวกัน ดังนั้นพื้นที่การกระจายความร้อนจึงแตกต่างกันด้วย

2. เมื่อคำนึงถึงปริมาตร ความร้อนจำเพาะจะถูกแทนที่ด้วยความจุความร้อน ความหนาแน่นของทองแดง (8.9) มากกว่าอลูมิเนียม (2.7) มากกว่าสามเท่า ดังนั้นความร้อนจำเพาะควรคูณด้วยความหนาแน่นเพื่อคำนวณความจุความร้อน หลังจากคูณแล้วผลลัพธ์ก็คือความจุความร้อนของทองแดงคือ 3.43 J / GV; ความจุความร้อนของอะลูมิเนียมอยู่ที่ 2.42 J/GV กล่าวอีกนัยหนึ่ง อลูมิเนียมจะเย็นลงได้ง่ายกว่าภายใต้ปริมาตรเดียวกัน

3. การนำความร้อนของทองแดงเร็วกว่าอลูมิเนียมถึงสามเท่า แต่ภายใต้ปริมาตรเดียวกัน ประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอลูมิเนียมจะสูงกว่าทองแดงถึง 1.5 เท่า ดังนั้นพวกเขาจึงทุ่มเทอย่างเต็มที่เพื่อผลประโยชน์ของตน ทองแดงที่มีการนำความร้อนเร็วกว่าจะใช้เป็นฐานในการติดต่อกับ CPU เพื่อนำความร้อนได้อย่างรวดเร็ว อลูมิเนียมระบายความร้อนได้เร็วขึ้นถูกใช้เป็นครีบหม้อน้ำเพื่อระบายความร้อนออกไปอย่างรวดเร็ว

สำหรับฮีทซิงค์ของ CPU ทองแดงและอะลูมิเนียมก็มีข้อดีในตัวเอง ทองแดงนำความร้อนได้รวดเร็วและอะลูมิเนียมเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ตัวระบายความร้อนฮีทซิงค์ส่วนใหญ่ที่เราเห็น รวมถึงฮีทซิงค์แบบทาวเวอร์ จึงนำการออกแบบด้านล่างเป็นทองแดงบวกกับครีบอะลูมิเนียม ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของ CPU ได้สูงสุด