散熱原理——散熱方式
散熱就是熱量傳遞，而熱的傳遞方式有三種：傳導、對流和輻射。傳導是由能量較低的粒子和能量較高的粒子直接接觸碰撞來傳遞能量的方式，CPU和散熱片之間的熱量傳遞主要是采用這種方式，這也是最普遍的一種熱傳遞方式。對流是指氣體或液體中較熱部分和較冷部分通過循環(huán)將溫度均勻化，目前的散熱器在散熱片上添加風扇便是一種強制對流法，電腦機箱中的散熱風扇帶動氣體的流動也屬于"強制熱對流"散熱方式。輻射顧名思義就是將熱能從熱源直接向外界發(fā)散出去，該過程與熱源表面顏色、材質(zhì)及溫度有關，輻射的速度較慢，因此在散熱器散熱中所起到的作用十分有限（輻射可以在真空中進行）。這三種散熱方式都不是孤立的，在日常的熱量傳遞中，這三種散熱方式都是同時發(fā)生，共同發(fā)揮作用的。
任何散熱器也都會同時使用以上三種熱傳遞方式，只是側(cè)重有所不同。對于CPU散熱器，依照從散熱器帶走熱量的方式，可以將散熱器分為主動散熱和被動散熱。前者常見的是風冷散熱器，而后者常見的就是散熱片。進一步細分散熱方式，可以分為風冷，液冷，半導體制冷，壓縮機制冷，液氮制冷等等。
風冷散熱是最常見的，而且簡單易用，就是使用風扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低，安裝方便等優(yōu)點。但對環(huán)境依賴比較高，例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。
液冷 是使用液體在泵的帶動下強制循環(huán)帶走散熱器的熱量，與風冷相比具有安靜、降溫穩(wěn)定、對環(huán)境依賴小等等優(yōu)點。液冷的價格相對較高，而且安裝也相對麻煩一些。同時安裝時盡量按照說明書指導的方法安裝才能獲得最佳的散熱效果。
半導體制冷
“N.P型半導體通過金屬導流片鏈接，當電流由N通過P時，電場使N中的電子和P中的空穴反向流動，他們產(chǎn)生的能量來自晶管的熱能，于是在導流片上吸熱，而在另一端放熱，產(chǎn)生溫差”——這就是半導體制冷片的制冷原理。只要高溫端的熱量能有效的散發(fā)掉，則低溫端就不斷的被冷卻。在每個半導體顆粒上都產(chǎn)生溫差，一個制冷片由幾十個這樣的顆粒串聯(lián)而成，從而在制冷片的兩個表面形成一個溫差。
利用這種溫差現(xiàn)象，配合風冷/水冷對高溫端進行降溫，使得制冷片的散熱效果強勁，但是讓制冷片全速運作的前提是供電必須要穩(wěn)定（一版要幾時W的功率），或者你需要為制冷片單獨設立一個供電設備，這樣成本較高，而且如果高溫端的散熱不到位的話也比較危險。
優(yōu)點:能使溫度降到非常理想的室溫以下；并且可以通過使用閉環(huán)溫控電路精確調(diào)整溫度，溫度最高可以精確到0.1度；可靠性高，使用固體器件致冷，不會對CPU有磨損；使用壽命長。
缺點：CPU周圍可能會結(jié)露，有可能會造成主板短路；安裝比較困難，需要一定的電子知識。比較保險的方法是讓半導體制冷器的冷面工作在20℃左右為宜
壓縮機制冷：壓縮機制冷其實已經(jīng)是我們比較熟悉的方式了。在日常生活中，冰箱，空調(diào)等制冷設備都是采用壓縮機制冷方式。應用在個人電腦上，主要是將吸熱部分集中在CPU區(qū)域。壓縮機制冷一般可以維持在零下100攝氏度左右。相對液氮的溫度要高了不少，并且通過妥善的安裝，電腦硬件可以長期穩(wěn)定的在機箱中運行，雖然噪音可能不小。
干冰、液氮制冷：干冰與液氮制冷都是依靠壓縮或冷卻氣體在常溫下氣化，迅速吸收大量的熱來制冷。這兩種極端的散熱方式可以帶來最為頂級的散熱效果。是骨灰級超頻玩家降溫的必用手段。但同時這種方法也是非常危險的。因為快速的溫度下降導致的溫差會發(fā)生結(jié)露，容易導致主板等短路。
石墨導熱 ：由于具備了等向性（anisotropic）的特性，石墨在導熱時是根據(jù)一定的方向來流動的。其實在這樣的特性下，石墨就很好區(qū)別于一般風冷材質(zhì)的銅和鋁，因為這兩種金屬都不具備這種屬性，所以也無法用它們來控制熱的傳輸方向。所以是使用石墨散熱技術制造的產(chǎn)品就可以按著需要的方面來依次的進行熱傳導。
優(yōu)點
散熱片體積更小更輕
一片具有彈性而且可以定型小小的石墨片，經(jīng)過了切割之后幾乎可以應用在各種設備上。它的最大傳導系數(shù)為500W/mk（比熱管要低）。而重量比銅輕了80%。并且比鋁也輕了30%。
缺點：
石墨的脆弱性
雖然石墨散熱技術可以用鋁箔包裹以保持其外形，但是脆弱本身是無法消去的。由于我們在使用電腦和拆裝一些電腦配件的時候，經(jīng)常也不小心的將電腦配件撞擊。這樣的意外承受壓力也是產(chǎn)品本身需要考慮的。
成本問題
對于任何產(chǎn)品來說，成本問題都無法解決。我們之前所聽說過的石墨散熱技術，一般是來自于比較昂貴的醫(yī)療器材上。石墨技術無疑是一個不錯的醫(yī)療散熱材料。但由于應用于這些非常昂貴的醫(yī)療器材上也意味著其昂貴。
液態(tài)金屬導熱：這種冷卻新技術利用鎵和銦的混和液體作為散熱劑，混和金屬在10度時為液態(tài)。這種冷卻劑導熱性能比水高65倍，比空氣導熱性高1600倍，因此液體金屬吸收熱量效率極高。
雖然液態(tài)金屬導熱性極佳，但是其吸收的熱量難以向外接釋放，雖然液態(tài)金屬能夠帶來散熱效率提升，但是遠低于預期。
標簽： 點擊： 評論:
