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銅比鋁導熱好,為什麼沒賣純銅塔散?

散熱器如果用純銅的話:
1、太貴了! 
2、太重,主板會承受不了! 
3、效果不顯著,多花錢。
4、用一段時間純銅表面都被氧化,曾經的貌美似花如今破銅爛鐵。

純銅塔散_00.PNG

CNPS2X就是純銅散熱器
其它的重量、成本、保養..等,單純說散熱能力,把純銅和純鋁這兩種材料的一些物理特性作了個簡單對比:

純銅塔散_01.PNG

  大家覺得銅的導熱能力強,是因銅的導熱係數比鋁的要高(此指純銅和純鋁),也確實如此。但是一個散熱器的散熱能力好壞不僅只考慮材料導熱係數,還有散熱面積、散熱形狀、空氣對流..等有關。

  再看後兩個參數,你光看比熱這數字,肯定會說,銅的比熱更小,它的溫度升的更快,不是更易散熱(熱力學定律,溫度梯度越大,傳熱越快),似乎是沒錯,但你還要看它的密度。

  銅的密度是鋁的3.3倍,散熱器是一個講尺寸的產品,不能做無限大,同樣體積大小,到底是銅的比熱小還是鋁的比熱小呢?不妨簡單計算下。

  假設都是一立方厘米(mm)大小材料,銅重量為8.9克,讓它上升1000,需要3.4KJ的熱量,此大小下鋁的重量為2.7克,讓它上升1000,需要的熱量是2.4KJ,也就是說單位體積,鋁的比熱只有銅的70%,鋁的散熱更快。

純銅塔散_02.PNG
純銅版Ultra 120E

  所以說,銅的導熱係數雖然比鋁的高,熱量從處理器到環境的傳遞阻力小,但同體積下它的比熱更大,溫度上升慢,這樣溫度梯度小,綜合傳熱能力並不見得比鋁強。

  在熱力學中,傳熱速率方程式為Q = KAΔt,其中Q為傳遞的熱量,K為材料導熱係數,A為傳熱面積,Δt為溫度差,在同樣體積下,假設A是一樣的,Q主要就由材料導熱係數與熱量傳遞介質間的溫度差決定。 處理器的散熱其實是兩個過程,一個是從處理器到散熱器,另一個是從散熱器到空氣中。對純銅散熱器,熱量從處理器到散熱器,因為K更大,Δt也大(散熱器與處理器間的溫度差,因為同體積下銅的升溫慢),這個過程中的傳熱速率是明顯好過純鋁散熱器,但是到了第二個階段,熱量從散熱器傳到空氣時,K是一樣都是空氣,Δt則是純銅散熱器更小(指散熱器與空氣的溫度差),在這個過程,純銅散熱器的效率是低於鋁散熱器。之前一直有個說法,銅吸熱快,鋁散熱快,是很有道理的。

  純銅散熱器也曾有上市過,我們早年純銅Ultra 120E,它重1.89kg,而普通的Ultra 120E散熱器僅785g,足足重了1.1kg,但是性能呢?如下:

純銅塔散_03.PNG

  在這樣的高成本、大重量的前提下,純銅散熱器帶來的性能收益其實是非常低的,也僅比普通的U120E低4°C而已,當然如果你追求極致,也未嘗不可,只是代價太大。

  總結來說,純銅散熱器不划算,成本太高,加工更難,性價比低,好看而已,成不了主流,而鋁散熱器這麼多年來一直是主角是長時間的選擇結果,它便宜、密度低,易加工成形,硬度好,還有一點非常重要,鋁製散熱器在散熱性能上非常接近純銅塔散。

所以,為什麼要用純銅塔散呢? !

 

 

來源

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    john pan 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()