困难是创新的根源和动力——黑传说

缘起:

自己的笔记本是AMD芯片组,发热量大,用的linux,显卡驱动蛋疼,开着无线,开着若干个虚拟机,编译内核……夏天笔记本可以烧水,经常因此自动关机。

于是,开始了一段 “散热” 相关知识的学习之路。

开空调,吹风扇?算了吧,日常室温最多也就45度,我电脑平时温度都要80度左右,大火炉产生的原因是内部散热效率太差,产生的热量不能及时排出。

首先抛弃的是风扇,因为一般的笔记本托盘的风扇,因为位置局限,往往会阻碍笔记本对外的送风,把风送回电脑,破坏笔记本内部运行环境,加速设备老化。——这是可以改进的,但这不是一种环保节能的办法,而且风扇转速毕竟有限,体积限制,散热效果的极限很快就到。

接下来就想到平时是用锅来煮饭,那么铝应该是比较好的导热材料了,而且比较容易获得,于是在拿了个铝制的蒸笼,托在电脑下面,效果不错。缺点是太轻,电脑放着不稳。

另外,铝锅里面放水,效果应该不错???这个没实验过。

但这条路还没完,当我需要编译内核的时候,铝制蒸锅还是顶不住,此时,对传热问题,因为心中正好酝酿着一个大的项目,有了需要系统学习的需求了,搜索之下,想到了三个很有效的办法:输水管道或者水库大坝,热管,导热膜。

个人日常使用可以有 简易热管和导热膜两种。

我的笔记本解决方案:热管+导热膜,热管是系统内本身就有的,就是用导热膜换掉了风扇,效果不错,而且还省电。

遇到的一些杂七杂八问题的解决笔记,供有需要的人:

  1. 自制简易热管:导热剂可以用高度数的酒,商店能看到53度的米酒。如果铜管有螺纹,就可以大幅度降低焊接的技术要求。
  2. 铝传热:可以用四个铝罐,铝罐比较容易获得,因为各种可乐和啤酒就是铝罐。需要至少四个,站还是躺?如果要做成简易热管,可以躺着,一半放电脑下,一半接放热端。
  3. 铝网脱底,盆放水?用多根铜线垂丝,传入盆中,加快传热效率,效果良好,用一小时,盆里水都热了。
  4. 用石墨导热膜如何做成热管的热端?石墨导热膜太过软,能承受导热剂的蒸发压力?
  5. 以后就用多张导热膜实现投影设备的散热
  6. 导热膜导热方向简易确定法:加热一点,触摸直角方向,看看哪点较热,则该方向为导热膜主导热方向。
  7. 导热膜导出电脑中热量后,还不够完美,需要一个接口来继续传热,可能需要结合四个铝罐这种简易热管方法,使得电脑始终迅速处于热量排尽状态

20141008改进:免外部动力散热

这次用了便宜的铝箔纸,就是做饭用的,一卷2块钱。

使用方法:把热管导出来的热量,传输到可能大面积的铝箔纸上。

简单示意图:

侧边型:

铝箔纸 |--------------
铝箔  | ============   隔层:纸
铝箔纸  |______________ <==热管===========电脑

托底型:

热源:         电脑
铝箔纸 |--------------
铝箔  | =============   隔层:纸
铝箔纸  |______________

具体做法: 用文件夹子,或者夹子,或者回形针,把铝箔纸对折,

为强化效果:可以折多层,如下:

铝箔纸   ______________
隔层:纸 | =============   
铝箔纸   |______________
隔层:纸  ============ |
铝箔纸   ______________|
隔层:纸 | =============
铝箔纸   |______________
……

传热隔热系统研究

几个主要指标:

传热效率的三个影响因素

传热效率好的可用于传热散热,传热效率差的,可用于当隔热材料。

比热容:传递量

物质 比热容c
氢气 14.30J/(g·K)
氦气氦 5.193J/(g·K)
液氨 4.609J/(g·K)
4.2kJ/(kg·℃)  
3.6 J/gK
2.1kJ/(kg·℃)  
酒精 2.1kJ/(kg·℃) 
煤油 2.1kJ/(kg·℃) 
蓖麻油 1.8kJ/(kg·℃)
橡胶 1.7kJ/(kg·℃) 
砂石 0.92kJ/(kg·℃)
0.88kJ/(kg·℃) 
干泥土 0.84kJ/(kg·℃)
陶瓷 0.84kJ/(kg·K)
石墨 0.71 kJ/(kg·K)
玻璃 0.67kJ/(kg·℃) 
0.46kJ/(kg·K)
钢铁 0.46kJ/(kg·℃)
0.39kJ/(kg·℃)
0.14kJ/(kg·℃)
0.13kJ/(kg·℃)

最大是氢气,金属锂的比热容是水的两倍。

单位体积:密度

“比热大做冷却介质好”是不准确的,密度也要大。不能光看单位质量的吸热,也要看单位体积的吸热。 举个例子,常压下,1m^3容器: 装水:1000 kg,它升1 C 吸热多少? 装氢气:0.089 kg,它升1 C 吸热多少? 氢气还有易燃易爆问题

一般而言,这方面金属好于液体,液体好于气体。

导热系数:传递速度

物质 导热系数 λ值,单位:W/(m*c)
钻石 导热系数2300
石墨 水平方向大概150-1500W/m-K左右,但石墨塑造成型时,因为树脂的大量加入,严重降低了其导热性。沿水平和垂直(垂直方向导热系数较低,大概5-15)两个方向均匀导热
458.2
铜(紫铜) 383.8
203.5
黄铜 85.2
液态金属 70
锡焊 66
53.6-36.4
58.6-41.9
传统导热膏 2-7
固态硅脂 0.5-2

锂 W/cmK: 0.847

天然材料中,传热速度最好的是金刚石,但是太贵,日常更常用的导热材料是银,其次是铜!

复合材料的话,热管的导热系数很高,高过纯银。

石墨导热模

石墨导热膜:比较轻薄,一般有方向,形态灵活。

产品形态:有的单面背胶,双面背胶,和无背胶。

现在应用:广泛用于手机等设备,水平方向可达1000——这样的话,完全可以粘附一层,然后传热到可以散热的地方。

耐热胶粘合

特点: 石墨薄膜升温的速度要比金属材料快很多,这里指的是薄膜的内侧,但外侧的温度很低,拿打火机烧不烫手,这就是典型的隔热现象,不是散热现象。

这和石墨导热膜的特性有关:石墨水平方向的导热系数确实高于一般的金属,但是垂直方向的导热系数极低,还不到20W/(m·K)

再另外,石墨的比热不算大,不如水。

石墨散热膜是用于散热,将点堆积热量均匀分布成面热量,可以降低温度的同时加快热量的散发——也就是从热源处传导出来的热量用导热膜扩散,用强力风扇吹掉,效果最好!

元器件内部更强调快速导热出来:热管,液冷在元器件内部可能更合适???可利用导热模的灵活性,用于机箱内非重点热流的导流。

热管

热管效应

热管原理:利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量。

热管一般是由管壳、吸液芯和端盖三个部分组成。一端接触热源,一端冷切,利用沸点低易蒸发的液体,液体回流到热源端。结构示意图如下:

               散热区
   传热好的材料  _____
    __ 气态 ___/ 冷凝 \
  / 蒸发    隔        |
 /          离        |
 |          区  _____/
 \___ 液态区 __/
   热源

工作流体的选择:

热管工作流体涵盖从低温应用的氦、氮,到高温应用的钠、钾等液态金属; 较为常见的热管工作流体则有氨、水、丙酬及甲醇等

如有需要,可以将内部抽成负压从而降低液体的沸点。

需要:无毒易挥发性液体?

物质的挥发性

物质 挥发温度 特性
乙醚 34.6 微溶于水,易溶与盐酸.与醇、醚、石油醚、苯、氯仿等多数有机溶剂混溶 麻醉性
戊烷 36.1 与乙醇、乙醚等多数有机溶剂混溶 低毒性
二氯甲烷 39.75 与醇、醚、氯仿、苯、二硫化碳等有机溶剂混溶 低毒,麻醉性强
二硫化碳 46.23 微溶与水,与多种有机溶剂混溶 麻醉性,强刺激性 溶剂石油脑 与乙醇、丙酮、戊醇混溶 较其他石油系溶剂大
丙酮 56.12 与水、醇、醚、烃混溶 低毒,类乙醇,但较大
1,1-二氯乙烷 57.28 与醇、醚等大多数有机溶剂混溶 低毒、局部刺激性
氯仿 61.15 与乙醇、乙醚、石油醚、卤代烃、四氯化碳、二硫化碳等混溶 中等毒性,强麻醉性
甲醇 64.5 与水、乙醚、醇、酯、卤代烃、苯、酮混溶 中等毒性,麻醉性,
四氢呋喃 66 优良溶剂,与水混溶,很好的溶解乙醇、乙醚、脂肪烃、芳香烃、氯化烃 吸入微毒,经口低毒
己烷 68.7 甲醇部分溶解,比乙醇高的醇、醚丙酮、氯仿混溶 低毒。麻醉性,刺激性
三氟代乙酸 71.78 与水,乙醇,乙醚,丙酮,苯,四氯化碳,己烷混溶,溶解多种脂肪族,芳香族化合物
1,1,1-三氯乙烷 74.0 与丙酮、、甲醇、乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂混溶 低毒类溶剂
四氯化碳 76.75 与醇、醚、石油醚、石油脑、冰醋酸、二硫化碳、氯代烃混溶 氯代甲烷中,毒性最强
乙酸乙酯 77.112 与醇、醚、氯仿、丙酮、苯等大多数有机溶剂溶解,能溶解某些金属盐 低毒,麻醉性
乙醇 78.3 与水、乙醚、氯仿、酯、烃类衍生物等有机溶剂混溶 微毒类,麻醉性
丁酮 79.64 与丙酮相似,与醇、醚、苯等大多数有机溶剂混溶 低毒,毒性强于丙酮
80.10 难溶于水,与甘油、乙二醇、乙醇、氯仿、乙醚、、四氯化碳、二硫化碳、丙酮、甲苯、二甲苯、冰醋酸、脂肪烃等大多有机物混溶 强烈毒性
环己烷 80.72 与乙醇、高级醇、醚、丙酮、烃、氯代烃、高级脂肪酸、胺类混溶 低毒,中枢抑制作用
乙睛 81.60 与水、甲醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、醚、氯仿、四氯化碳、氯乙烯及各种不饱和烃混溶,但是不与饱和烃混溶 中等毒性,大量吸入蒸气,引起急性中毒
异丙醇 82.40 与乙醇、乙醚、氯仿、水混溶 微毒,类似乙醇
1,2-二氯乙烷 83.48 与乙醇、乙醚、氯仿、四氯化碳等多种有机溶剂混溶 高毒性、致癌
乙二醇二甲醚 85.2 溶于水,与醇、醚、酮、酯、烃、氯代烃等多种有机溶剂混溶。能溶解各种树脂,还是二氧化硫、氯代甲烷、乙烯等气体的优良溶剂 吸入和经口低毒
三氯乙烯 87.19 不溶于水,与乙醇.乙醚、丙酮、苯、乙酸乙酯、脂肪族氯代烃、汽油混溶 有机有毒品
三乙胺 89.6 水:18.7以下混溶,以上微溶。易溶于氯仿、丙酮,溶于乙醇、乙醚 易爆,皮肤黏膜刺激性强

度数高的酒,水。 甲烷等常温下根本就是气态

工作介质选择

就热管换热器的应用来说,其可能的温度范围是很宽广的,大约从-30℃~-50℃到+1000℃~1200℃,其中,可分为三个温度区间:

对不同温度区间的热管所适合的工质如下表所示。

工质 一个大气压下沸点 (凝固点)熔点 临界点 合适的工作温度范围 对应的压力范围
低温
-33℃ -78℃ 132.3℃ -40℃ ~ +60℃ 0.76 ~29.8bar
丙酮 57℃ -98℃ 235.5℃ 20℃ ~120℃ 0.27 ~6.70bar
甲醇 64℃ -98℃ 240.0℃ 30℃ ~130℃ 0.25 ~7.86bar
中温
100℃ 0℃ 374.2℃ 50℃ ~250℃ 0.12 ~39.8bar
24℃ -33℃ 497.0℃ 200℃ ~350℃ 0.25 ~5.55bar
高温
774℃ 62℃ 550℃ ~850℃ 0.10 ~2.34bar
892℃ 98℃ 600℃ ~1200℃ 0.04 ~9.59bar

由上表可知,在同一个温度范围内,可能有几种不同的选择工质的方案,这就要根据物性原则和安全经济性原则进行分析比较,然后决定取舍。

对中温热管,水是最理想的工质,除了水以外,可选择的方案很少,目前推荐的另一工质是萘,萘将水的应用温度 上限又提高了100℃,可以用到350℃,而且已积累了一定的应用经验。

应当着重指出,工质的适用范围是指热管的工作温度而言的,所谓热管的工作温度就是管内的蒸汽温度。管内蒸汽温度Tv总是低于热源温度T1,高于冷源温度T2,而且总是偏向热阻较小的一侧。由热管加热段和冷却段的热平衡式可以很容易地确定管内蒸汽温度Tv:

Q= U1 A1 (T1 - Tv)                   (1)
Q= U2 A2 (Tv - T2)                   (2)

式中:

由上式可以求得:

Tv = (T1  + nT2 ) /(1+n )                  (3)
                                     
此处,n =  U2 A2  /  U1 A1                   (4)

由式(3)可知,当U2 A2 = U1 A1时,即两边的热阻相等时,则n=1,

Tv = (T1 + T2)/2,对于气——气型热管换热器,一般接近这种情况;

若U2 A2 » U1 A1,即冷却段的热阻远远小于加热段的热阻,则Tv → T2

气——液型或气——汽型热管换热器接近这种情况。但是,在设计的初始阶段,在选择工质是,一般还不知道两侧热阻的精确数值,即n的数值是不确定的。为了方便设计,当用式(3)来估算管内蒸汽温度时,n的数值建议由下表选取。

热管类型 相变  
气-气型热管换热器 当两侧流量和管长接近时 n=1
气-液型热管换热器 当液体为水时 n=3~4
气-液型热管换热器 当液体为有机流体时 n=2~3
气-汽型热管换热器 当相变流体为水时 n=4~5
气-汽型热管换热器 当相变流体为有机物时 n=3~4

【例1】在500℃的烟道气中,欲放置一台热管换热器,用以提供80℃的热水,试选择合适的热管工质。

【解】由式(3),热管的工作温度为

Tv = (T1 + nT2) / (1+n)= (500+4×80) / (1+4) =164 ℃ 

   此处,取n =4

根据表1,取水为热管工质是合适的。

工质和管材

目前,工质和管材的相容性实验已经做了很多,提出了不少寿命试验报告,寿命试验的时间从几个月到几年,提出了若干公认的工质和管材的最佳组合。例如,实验证实,水和铜是一对最佳组合,甚至连续几年的寿命试验都没有发现热管性能的任何变化,这就是为什么 水—铜热管 被广泛采用的原因。若干试验结果如下表所示。

工质 推荐的管壳材料 不推荐的管壳材料
铝、不锈钢、镍、碳钢
丙酮 铜、二氧化碳 不清楚
甲醇 铜、不锈钢、二氧化硅 不清楚
铝、不锈钢、镍碳钢、二氧化硅
不锈钢 不清楚
不锈钢、镍、因康镍合金※
不锈钢、因康镍合金

※因康镍合金(Ni 80%,Cr 14%,Fe 6%)。

对于中温热管来说,铜——水是最好的组合,但因为铜的成本比较高,强度又较低,在热管换热器中大量应用有一定困难,为了降低热管换热器的成本,用碳钢做管材的 碳钢—水 热管的研制受到了重视。

碳钢—水热管 与 铜—水热管比较有很多优点,诸如:成本低、容易制造、材料到处可以得到,高的强度特性,此外,导热性能也较好。因此,对于以节能为目的的应用特别具有吸引力。但碳钢与水的不相容性,即不凝气体的产生是碳钢—水热管 推广应用的主要障碍。目前,国内外已对 碳钢—水热管的相容性开展了广泛研究,提出了各种处理方案和介质配方,并相继取了可喜的进展。目前,我国 碳钢—水热管的应用已十分广泛,并已成为在节能和余热回收领域中的应用主流。

相关的两个物理性质:

  1. 汽化潜热:指1kg的液体变成蒸汽所吸收的热量,(kJ/kg);汽化潜热大,意味着在传递相同热量的情况下,蒸发的液体就少,使管内蒸汽的流量减少,液膜变薄,有利于管内传热。
  2. 蒸汽的密度值(kg/m³),蒸汽密度值越小,说明管内蒸汽流速就越大,容易触及管内的携带极限和声速极限,对管内正常流动和传热是极为不利的。例如,水蒸汽30℃下的密度仅为150℃下密度的1%,在传热量相同的情况下,管内蒸汽流速将提高100倍!这也是水工质不能在低温下应用的原因之一。

安全和经济因素:

对于热管换热器来说,所需热管元件的数量是大批的,因此,在选择热管和管材时,安全性和经济性是特别重要的,易燃、易爆、有毒的工质应尽量不采用;此外,还要求工质和管材容易购买,价格便宜,加工工艺简单,等等。

热管类型

普通热管:需要高低不同,有圆形和扁形

量子热管:可水平传热

热管阵列(均温板):多个微热管并列成一片

热管阵列的加工:立体L形的简单,注意用力不要过猛即可

一根当两根用:平面U形+稍微的立体L形的需要借助设备(橡皮固定以防止损害该散热板)。

固定板=========        ===========
橡皮固定--------       -----------
散热板———————————————————————————————
橡皮固定-------- 折弯点 ----------
固定板=========        ===========

热管技术的其他应用

医疗中的人体降温?

建筑中,厨房强化散热效果,

壁炉可采用热管技术,强化室温提升效率。——北方冬天采暖控制的不够好。

冰场冻库为了防止停电,除了备用电机外,还可以储存大量的石墨导热膜,低温可蒸发材料,可随时制成低温维持设备,减少损失。

夏天坐垫

其他应用经验

串联热管快速导走热量法

热管——》传热——》热管

热管应用:55度杯

55度杯是LKK洛可可设计集团下属公司推出的产品,名为快速降温杯,倒入开水摇1分钟,杯内水温可降至55度左右。

55度杯具有导热层、微米相变材料和隔热层三层。导热层为不锈钢材质,可将杯子里热水的热量快速传递到微米级的相变材料中,通过微米级的相变材料快速吸热,实现降温功能。

杯中填充液体大部分为氯化钠水溶液,并有少量固体二氧化钛和氧化铁,有机物检测中,总有机碳含量为37.31mg/L。

摇动是为了提高液体的传热速率,使得导热更快。

内胆中>270mL的水吸收了杯中280mL开水的热量。

280mL开水降温到56度,温度变化为44度。吸热约50kJ。

而>270mL,23度的室温微米级导热材料升温到56度,温度变化为33度。吸热约40kJ

铝合金加盐水

相变材料:悬浊液

热水通过导热层将热量释放至相变金属,相变金属快速吸热并融化,热水温度迅速降低。随后,热水降温时,相变金属凝固放热,此热量可长时间保持热水的温度于相变金属的熔点附近,达到保温效果。

注意一个非常关键的技术要点:密闭空间!

|相|   | |
|变|   | |
|材|   | |
|料|   | |
 \_____/

启示:之前以为热管需要一定的长度来隔绝,但这个能在极薄的空间里,做到了相变。

自制 笔记本cpu热管 经验

笔记本CPU需要有一种 散热能力强 而且 不需要耗电 的散热器,其构造是将一根 中空的铜管 加入部分水、甲醇、丙酮、钠和汞等物质的混合物,然后 将内部抽成负压 从而降低液体的沸点。

热管分为受热蒸发端和冷凝端(受热端就是和散热器底座接触的部分),我们使用时将受热蒸发端接热源,冷凝端接散热片。

当受热蒸发端受热后内部的水马上就吸收热量汽化,因为气压降低时40度就会沸腾,汽化的水会带着热量升高运动到冷凝端。

因温度低时气体就放热并凝结成水流回热端接着循环,这样不断的循环将热量向冷端输送。

需要一块和散热器底面积一样大的正方型铜块,厚度要有1CM以上,用铝块也可以。两根长15cm,内直径3-5mm的制冷用铜管,也可用同样直径的电视天线代替。——用铝的话,效率会差很多!

内直径以热管长度均为150mm计算,经测试,直径为3mm的热管热阻值为0.33(测试物体温度变化区间60-90度)。而3mm直径的热管是平时见到的大部分廉价显卡热管散热器的热管直径。

直径为5mm的时候,热阻立刻降到0.11,已经可以满足绝大部分场合对导热的要求了。当热管直径扩大为6mm时,热阻进一步降到0.087。

直径为3mm的正品热管,整个标准热传递周期中只能传递15W15焦尔/s)的热量。而直径为5mm的热管,在1个热传递周期最大热量传递达到了45W,是3mm热管的3倍。越粗的铜管效果越好

导热剂:因为业余情况下没有可能将纯水抽成负压后密封,所以不能用水。又不能保证有足够快的密封速度,所以也不能用冰箱制冷剂氟利昂,其他材料毒性较大,强烈不建议日常使用。各种材料排除之后,选的是酒精,因为它沸点低,而且挥发时间较低。

导热剂不要灌满,要留有1/3的空间。

技术难点: 焊接速度!因为烙铁的温度会让酒精蒸发,因此尽量在导热剂挥发一半前完成整个工艺流程。另外,就是密封要严实,漏气的话,导热管就作废了,需要重新灌导热剂并重新焊接。

外观:铜管穿过铜块,中间用散热硅脂固定。

| 铜 |=== 铜管  散热区,比如风扇,比如水盆
| 块 |=== 铜管  

得到的几点经验:

  1. 导管要长,中空尽可能大
  2. 不要弯折,弯折一次,效率下降40%,最好用梯形管
  3. 越多这样的热管效率越好

但,加工成U形管,理论上一根热管当两根用!

液冷系统:

热管+水、干冰、液氮+风扇

水冷

水冷系统包括:水冷头、水箱、水泵、水管、水冷液(蒸馏水与冷却液)、散热排(冷排)

原理:用水泵带动水流动,让水把 发热点的热量带到 冷排处,由冷排处把热量 吹走。 也就是:

热源 --》 高效热传导  --》 水管  --》 水泵 --》 水管 --》 冷排
                           ·|                   |
                            \——————————————————/

现有的cpu水冷系统 缺点:大!能耗高。——》 把水冷放到 散热孔处,效果更好。

水冷系统一般由以下几部分构成:热交换器、循环系统、水箱、水泵和水,根据需要还可以增加散热结构。

虽然水的导热性不如金属(风扇制冷通过金属导热),但是,

  1. 流动的水会有极好的导热性:水冷散热器的散热性能与其中散热液(水或其他液体)流速成正比,制冷液的流速又与制冷系统水泵功率相关。
  2. 水的热容量大,这就使得水冷制冷系统有着很好的热负载能力,相当于风冷系统的5倍,结果是CPU工作温度曲线非常平缓。比如,使用风冷散热器的系统在运行CPU负载较大的程序时会在短时间内出现温度热尖峰,或有可能超出警戒温度,而水冷散热系统则由于热容量大,热波动相对要小得多。

和热管一样,不用在乎风道。

相对热管呢?一体式水冷散热器的热容量比热管散热器热容量大

回流焊加热管做水冷

填充缝隙

尽可能导热系数高,不易流溢(尽可能稠),绝缘性好。

导热硅脂

也叫硅膏,成分为硅油+填料。

硅油,又称二甲基硅油,无味无毒,具有生理惰性、良好的化学稳定性、电缘性和耐候性,粘度范围广,凝固点低,闪点高,疏水性能好,并具有很高的抗剪能力,可在50~180oC温度内长期使用,广泛用做绝缘、润滑、防震、防尘油、介电液和热载体,有及用作消泡、脱膜、油漆和日用化妆品的添加剂等。

填料为磨得很细的粉末,成份为ZnO/Al2O3/氮化硼/碳化硅/铝粉等。硅油保证了一定的流动性,而填料填充了CPU和散热器之间的微小空隙。

导热硅脂,价格便宜,稳定性好,广泛用来填充芯片和铜接触面的缝隙

有固态和液态,有含银也有普通,传热方面:液态比固态效果好,含银比普通效果好。

液态金属

其熔点为59℃,沸点高于1350℃,不溶于水和有机溶剂,不易燃。

导热垫是铟、铋和铜三种金属的合金,其中铋的作用主要是降低熔点,铟的作用主要是让合金具有较强的延展性(能压成薄薄的金属片),另外也可以降低合金的熔点,而铜的作用主要是加强合金的导热能力。

铟(Indium)金属显银白,光泽亮丽,熔点低(156.6℃),沸点高(2080℃),传导性好,延展性好,可塑性强,可压成极薄的金属片。合金中每加1%铟,可降低熔点1.45℃,是制造低熔点合金的良兵利器。

铋(Bismuthum)的熔点低(271℃),很早就被用来制作易熔合金(熔点在45-100℃),含铋的易熔合金被广泛应用于防火、防电设备以及一些蒸汽锅炉的安全塞上,一旦发生火灾时,一些水管的活塞会“自动”熔化,喷出水来。

但是铋的导热性比较差,在金属中排倒数第二(仅强于汞),因此需要加入了导热能力出众的铜(Copper),以强化导热垫的传热能力。

在液态金属熔化后,因为铜的保温关系,仍然呈现液态,但是很稠,几乎不具有流动性。

汞的流体性太强,并且有毒,所以不能用于导热。

其他相关

光驱位的散热风扇

外置散热器

全速风扇:我笔记本满载时风扇也不会全速转,于是我把黄、蓝线全剪了。风扇全速转了,但是开机显示fan error,自检不过,后又买了个风扇,把黄线挑了,就正常用了(全速)。cpu和显卡玩游戏从110度变成72度。

被动式散热

总结:散热技术发展

最简单的散热器:利用铜、铝等金属的吸热性,直接用金属块或鳍片来实现散热(现在一般用来做传热贴片或散热鳍片),后来加入风扇,这是目前用的最多的,成本低廉。

热管散热器系统:采用相变吸热、毛细回流的热传导方式,即热管散热器,效果比第一代显著提升,但从热管的构造上,通过环绕热管设计(在长度足够的情况下,一根当两根用),单根热管 性能已发挥极致,如果想提升效果的话一般都采用增加热管数量来实现,但是成本也慢慢上去,同时也会使得散热器越来越重,对热源也形成一个巨大的负担。

改进方法还有 分布式 热管方案,或者导热膜 方案,都可以很快把热量传导走,但最大的问题是把机箱内的热量传到外面,小型设备一般采用。

液冷散热系统:(以水冷为代表)采用水对流传热来实现散热过程。

民用最高效的:用液态金属做缝隙填充,用热管快速运走热源热量,用水冷系统运热,用石墨导热膜扩大散热面积,用大风扇吹断热量。

性价比最好的导热方案:

热管+石墨导热膜+风扇:利用热管的单向传导速度,把热快速传导到受热蒸发端(也就是大面积的石墨导热膜单面背胶连着对粘,或者散热鳍片)上,用风扇吹散热量。

或者直接用石墨导热膜,用隔热材料包裹成条状,传递热量到风扇处,让风扇吹散。