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電腦散熱器如果用純銅的話: 1, 太貴, 買起來肉疼; 2, 太重, 擔心主板會受不了; 3, 效果怎麼沒什麼改善啊, 成冤大頭; 4, 用了一段時間, 純銅表面都被氧化, 曾經美如花如今爛成渣. 其它的不說了 (重量, 成本, 保養等) , 咱就只談散熱能力, 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:
大家覺得銅的導熱能力強, 就是因為銅的導熱係數比鋁的要高不少 (此處指純銅和純鋁) , 這個也確實是, 在中學都學過的. 但是一個散熱器散熱能力的好壞不僅僅只考慮材料的導熱係數有關, 還和散熱面積, 散熱器的形狀, 空氣流動等狀況有關.
再看後兩個參數, 你光看比熱容這個數字, 肯定會說, 哇, 銅的比熱容更小啊, 它的溫度升的更快, 不是更容易散熱 (熱力學定律, 溫度梯度越大, 傳熱越快) , 似乎是沒錯, 但是……你還要看看它們的密度.
銅的密度是鋁的3.3倍, 散熱器是一個講尺寸的產品, 不能無限做大, 那同樣體積大小下, 到底是銅的熱容小還是鋁的熱容小呢? 不妨簡單計算下.
假設都是一立方厘米大小的材料, 銅的重量為8.9克, 讓它上升1K, 需要3.4KJ的熱量, 此大小下鋁的重量為2.7克, 讓它上升1K, 需要的熱量是2.4KJ, 也就是說, 單位體積下, 鋁的熱容量只有銅的70%, 它的散熱更快.
所以說, 銅的導熱係數雖然比鋁的高, 熱量從CPU到環境間的傳遞阻力小, 但是, 同體積下它的熱容量更大些, 溫度上升慢, 這樣溫度梯度小, 綜合傳熱能力並不見得比鋁的好多少.
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為材料的導熱係數, 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了. CPU的散熱其實是兩個過程, 一個是從CPU到散熱器, 另一個是從散熱器到環境 (空氣) .
對於純銅散熱器, 熱量從CPU到散熱器, 因為K更大, Δt也大 (散熱器與CPU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的, 但是到了第二個階段, 熱量從散熱器傳到空氣時, K是一樣的 (都是空氣) , Δt則是純銅散熱器更小 (這兒是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質散熱器的. 之前一直有個說法, 銅吸熱快, 鋁散熱快, 還是很有道理的.
純銅散熱器也不是沒有出現過, 我們早年就曾經測試過純銅的Ultra 120E, 它重達1.89kg, 而普通的Ultra 120E散熱器僅僅785g, 足足重了1.1kg, 但是性能呢? 如下:
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, 也僅僅比普通的U120E低了4度而已, 當然如果你追求極致, 也未嘗不可, 只是代價太大.
總的來說, 純銅散熱器不划算, 成本太高, 加工更難, 性價比低, 博下眼球尚可, 肯定是成不了主流的, 而鋁質散熱器這麼多年來一直唱著主角, 是正確選擇的結果, 比如它便宜, 密度低, 容易加工成形, 硬度好, 還有一點非常重要, 它製成的散熱器在散熱性能上非常接近於純銅產品. 所以, 為什麼要用純銅散熱器呢? !
