散热器如何工作

热量可以以三种不同的方式转移：对流，辐射和传导。传导是热量以固体传递的方式，因此是在散热器中转移的方式。传导当两个具有不同温度的物体相互接触时，就会发生。在两个物体相遇的点，较高的物体的移动分子更快地坠入较凉的物体的移动分子越慢。发生这种情况时，较快的移动分子从较温暖的物体产生了较慢的移动分子，从而使较冷的物体加热。该过程称为热导率，，，，这就是散热器将热量从计算机的处理器转移的方式。

散热器通常是由金属制成的，它是将热量从CPU带走的热导体。但是，使用每种类型的金属都有利弊。首先，每种金属具有不同水平的导热率。金属的导热率越高，转移热量的效率就越高。

铝制中使用的最常见的金属之一是铝。铝的导热系数为每米（w/mk）的每桶235瓦。（在这种情况下，导热率数235是指金属导致热的能力。简而言之，金属的导热率越高，金属可以传导的热量越多。）铝也便宜地生产，并且是轻的。连接散热器时，其重量会在主板上造成一定程度的压力，而主板旨在容纳。然而，铝制的轻巧组成是有益的，因为它给主板增加了重量和压力。

用于制作散热器的最好，最常见的材料之一是铜。铜的热导率非常高400 W/mk。但是，它比铝重，更昂贵。但是对于需要大量散热的操作系统，经常使用铜。

那么，一旦从处理器通过散热器进行热量，热量就在哪里？计算机内部的风扇将空气移动到散热器上并从计算机上移出。大多数计算机还直接在散热器上方安装了一个额外的风扇，以帮助正确冷却处理器。这些其他风扇被称为散热器积极的散热片，而那些带有单个风扇的人被称为被动的散热片。最常见的风扇是案例迷，它从计算机外部吸引了凉爽的空气，并将其吹过计算机，从后方排出热空气。

散热器就像在始终防空的领域中的任何其他产品一样电脑。公司一直在努力寻找更轻质，更有导电的材料来制造高效的散热器。它们不需要仅由一种材料制成。例如，一些散热器生产者正在粘合铜和铝一起。该设计主要由铝（其轻巧的特性）组成，并被铜板包围（其高导热率）。从理论上讲，这些都是很棒的 - 但是如果铜不会与铝紧密结合，而铝通常在廉价的散热器中是这种情况，那么铜板可能弊大于利。

2008年10月，该公司应用纳米技术宣布，散热器的未来是一种各向同性材料碳水化合物。Carbal由20％的铝和两种不同的碳衍生材料中的80％组成，具有出色的导热率。施加的纳米技术对该材料感到兴奋，因为它具有425 W/MK（高于铝和铜）的导热率，并且密度与铝的密度相似。基本上，Carbal比铜更具导电性，并且与铝的重量相同，使其在两全其美。

一种自然的石墨复合材料是另一种通过散热器生产商越来越受欢迎的材料。它不像铜的那样导电，而是接近370 W/mk的导热率。但是石墨的真正优势在于它的重量 - 它仅占铝重量的70％。

无论材料如何，散热器都有一个经验法则：从长远来看，廉价的成本更便宜。市场上许多便宜的散热器都包含使用的风扇袖子轴承。由于其润滑问题，袖子轴承经常在很短的时间后破裂。而散热器则与风扇一起使用球轴承更昂贵，它们的寿命比袖子轴承更长，并且从长远来看更便宜。我们将更多地谈论如何在下一页上选择加热座椅。

当您购买计算机时，无论是戴尔，索尼还是HP，都已经安装了散热器。但是，如果你是构建自己的电脑，选择合适的散热器时必须考虑某些因素。由于选择一个时，您有很多选择处理器，只要确保您购买的处理器的热量输出与您购买的散热器的热处理能力匹配。要确定您购买的处理器所需的散热器性能，您需要知道三件事：

这些数字应该在所有者手册中。一旦拥有这些，它们就可以插入数学公式中，以确定处理器所需的散热器。散热器将热量从处理器传递到空气的速率称为热阻。为了找到处理器所需的热电阻，您可以从最大情况温度减去最大入口温度，并除以该数字的最大功率耗散处理器的最大功率。每瓦（C/W）以摄氏度（C/W）测量热电阻。

例如，假设您购买的处理器最高允许的盒子温度为70摄氏度（158华氏度）。它的最高允许入口温度为36摄氏度（华氏96.8度），允许最大功率输出为110。该公式看起来像这样：

r=（70-36） / 110

r= 0.31 c/w

因此，在为该处理器购买散热器时，您应该确保其热阻力不高于0.31。与该处理器一起使用散热器，其热电阻率较低。这只会改善冷却。但是，就像任何散热器一样，您绝对不应购买具有比处理器要求更高的热阻力。

最初出版：2010年8月31日