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电脑散热器如果用纯铜的话: 1, 太贵, 买起来肉疼; 2, 太重, 担心主板会受不了; 3, 效果怎么没什么改善啊, 成冤大头; 4, 用了一段时间, 纯铜表面都被氧化, 曾经美如花如今烂成渣. 其它的不说了 (重量, 成本, 保养等) , 咱就只谈散热能力, 把纯铜和纯铝这两种材料的一些物理特性作了个简单对比:
大家觉得铜的导热能力强, 就是因为铜的导热系数比铝的要高不少 (此处指纯铜和纯铝) , 这个也确实是, 在中学都学过的. 但是一个散热器散热能力的好坏不仅仅只考虑材料的导热系数有关, 还和散热面积, 散热器的形状, 空气流动等状况有关.
再看后两个参数, 你光看比热容这个数字, 肯定会说, 哇, 铜的比热容更小啊, 它的温度升的更快, 不是更容易散热 (热力学定律, 温度梯度越大, 传热越快) , 似乎是没错, 但是……你还要看看它们的密度.
铜的密度是铝的3.3倍, 散热器是一个讲尺寸的产品, 不能无限做大, 那同样体积大小下, 到底是铜的热容小还是铝的热容小呢? 不妨简单计算下.
假设都是一立方厘米大小的材料, 铜的重量为8.9克, 让它上升1K, 需要3.4KJ的热量, 此大小下铝的重量为2.7克, 让它上升1K, 需要的热量是2.4KJ, 也就是说, 单位体积下, 铝的热容量只有铜的70%, 它的散热更快.
所以说, 铜的导热系数虽然比铝的高, 热量从CPU到环境间的传递阻力小, 但是, 同体积下它的热容量更大些, 温度上升慢, 这样温度梯度小, 综合传热能力并不见得比铝的好多少.
在热力学中, 传热速率方程式为Q=KAΔt, 其中Q为传递的热量, K为材料的导热系数, A为传热面积, Δt为温度差, 在同样体积下, 假设A是一样的, Q主要就由材料导热系数与热量传递介质间的温度差决定了. CPU的散热其实是两个过程, 一个是从CPU到散热器, 另一个是从散热器到环境 (空气) .
对于纯铜散热器, 热量从CPU到散热器, 因为K更大, Δt也大 (散热器与CPU间的温度差, 因为同体积下铜的升温慢) , 这个过程中的传热速率是明显好过纯铝散热器的, 但是到了第二个阶段, 热量从散热器传到空气时, K是一样的 (都是空气) , Δt则是纯铜散热器更小 (这儿是散热器与空气的温度差) , 在这个过程, 纯铜散热器的效率是低于铝质散热器的. 之前一直有个说法, 铜吸热快, 铝散热快, 还是很有道理的.
纯铜散热器也不是没有出现过, 我们早年就曾经测试过纯铜的Ultra 120E, 它重达1.89kg, 而普通的Ultra 120E散热器仅仅785g, 足足重了1.1kg, 但是性能呢? 如下:
在这样的高成本, 大重量的前提下, 纯铜散热器带来的性能收益其实是非常低的, 也仅仅比普通的U120E低了4度而已, 当然如果你追求极致, 也未尝不可, 只是代价太大.
总的来说, 纯铜散热器不划算, 成本太高, 加工更难, 性价比低, 博下眼球尚可, 肯定是成不了主流的, 而铝质散热器这么多年来一直唱着主角, 是正确选择的结果, 比如它便宜, 密度低, 容易加工成形, 硬度好, 还有一点非常重要, 它制成的散热器在散热性能上非常接近于纯铜产品. 所以, 为什么要用纯铜散热器呢? !
