Wärmeleitmaterial für den Kühlkörper des CPU-Kühlers
Funktionsprinzip des CPU-Kühlkörpers:
Am Beispiel des Intel-Windabkühlkörpers. Der gelbe Kreis an der Unterseite des Kühlkörpers besteht aus Kupfer. Es steht in direktem Kontakt mit der CPU. Durch die Eigenschaften der leichten Wärmeleitung von Metall kann die von der CPU erzeugte Wärme schnell abgeführt werden, so dass die Wärme an die umliegenden Kühlrippen übertragen werden kann und die Rippen dann in großflächigem Kontakt mit der Luft stehen können die Hilfe des Lüfters, um den Effekt der Wärmeableitung zu erreichen.
Eigenschaften von Kupfer- und Aluminiumwerkstoffen:
Die meisten Kühlkörper bestehen aus Kupfer oder Aluminium. Ist Kupfer oder Aluminium besser? Normalerweise müssen wir die beiden physikalischen Eigenschaften seines Materials betrachten: Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme.
Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer bei Raumtemperatur beträgt 401 w / MK; Aluminium hat 237 w/M K. Je höher die Zahl, desto besser die Wärmeleitung. Daher ist die Wärmeleitwirkung von Kupfer fast doppelt so hoch wie die von Aluminium. Die spezifische Wärme von Kupfer beträgt 0,385 J / GK; Die spezifische Wärme von Aluminium beträgt 0,897 J / g K. Je kleiner die spezifische Wärme ist, desto leichter steigt oder fällt die Temperatur. Die spezifische Wärme von Kupfer ist etwa halb so groß wie die von Aluminium, sodass die Temperatur schneller abfällt und die Wärmeableitung effizienter ist.
Warum verwenden die meisten Heizkörper eine Mischung aus Kupfer und Aluminium?
1. Das gemischte Material aus Kupfer und Aluminium wird verwendet, weil wir die Wirkung des Heizkörpers nicht einfach anhand der spezifischen Wärme beurteilen können. Die spezifische Wärme sollte unter der Prämisse des gleichen Gewichts verglichen werden. Die Dichte von Kupfer und Aluminium ist völlig unterschiedlich, das heißt, ihr Volumen ist bei gleichem Gewicht unterschiedlich, daher ist auch die Wärmeableitungsfläche unterschiedlich.
2. Unter Berücksichtigung des Volumens wird die spezifische Wärme durch die Wärmekapazität ersetzt. Die Dichte von Kupfer (8,9) ist mehr als dreimal höher als die von Aluminium (2,7), daher sollte die spezifische Wärme mit der Dichte multipliziert werden, um die Wärmekapazität zu berechnen. Nach der Multiplikation ergibt sich, dass die Wärmekapazität von Kupfer 3,43 J / GV beträgt; Die Wärmekapazität von Aluminium beträgt 2,42 J/GV. Mit anderen Worten, Aluminium lässt sich bei gleichem Volumen leichter abkühlen.
3. Die Wärmeleitung von Kupfer ist dreimal schneller als die von Aluminium, aber bei gleichem Volumen ist die Kühleffizienz von Aluminium 1,5-mal höher als die von Kupfer. Daher spielen sie ihre jeweiligen Vorteile voll aus. Kupfer mit schneller Wärmeleitung wird als Basis in Kontakt mit der CPU verwendet, um Wärme schnell zu leiten; Schneller kühlendes Aluminium wird als Kühlrippen verwendet, um Wärme schnell abzuführen.
Bei CPU-Kühlkörpern haben Kupfer und Aluminium ihre eigenen Vorteile. Kupfer leitet Wärme schnell und Aluminium kühlt schnell ab. Daher verwenden die meisten Kühlkörperkühler, die wir sehen, einschließlich Turmkühlkörper, das Design aus Kupferboden und Aluminiumlamellen, wodurch die Wärmeableitungseffizienz der CPU maximiert werden kann.
