CPU冷却ヒートシンクの熱材料の選択

CPUヒートシンクの動作原理:

Intel ダウンウインド ヒートシンクを例に挙げます。 ヒートシンクの下部にある黄色の円は銅でできています。 CPUと直接接触しています。 金属の熱伝導しやすい特性により、CPUが発生した熱を素早く奪い、周囲の冷却フィンに熱を伝え、フィンが空気と広い面積で接触し、冷却することができます。放熱効果を達成するために、ファンの助けを借ります。

銅とアルミニウムの材料の特徴:

ほとんどのヒートシンクは銅またはアルミニウムでできています。 銅とアルミニウムのどちらが優れていますか? 通常、その材料の 2 つの物理的特性、熱伝導率と比熱を確認する必要があります。

室温での銅の熱伝導率は401 w / MKです。 アルミニウムは237w/M Kです。数値が大きいほど熱伝導が良くなります。 したがって、銅の熱伝導効果はアルミニウムのほぼ2倍です。 銅の比熱は 0.385 J / GK です。 アルミニウムの比熱は0.897J/g・Kです。比熱が小さいほど温度が上がりやすく、下がりやすくなります。 銅の比熱はアルミニウムの約半分であるため、温度の低下が早く、放熱がより効率的です。

ほとんどのラジエーターが銅とアルミニウムの混合物を使用しているのはなぜですか?

1. ラジエターの効果は比熱だけでは判断できないため、銅とアルミニウムの混合材料を使用しています。 比熱は同じ重さを前提として比較してください。 銅とアルミニウムでは密度が全く異なり、つまり同じ重さでも体積が異なるため、放熱面積も異なります。

2. 体積を考慮して、比熱を熱容量に置き換えます。 銅の密度 (8.9) はアルミニウム (2.7) の 3 倍以上高いため、熱容量を計算するには比熱に密度を掛ける必要があります。 乗算すると、銅の熱容量は 3.43 J / GV になります。 アルミニウムの熱容量は2.42J/GVです。 つまり、同じ体積であればアルミニウムの方が冷えやすいということになります。

3. 銅の熱伝導はアルミニウムの3倍速いですが、同じ体積では、アルミニウムの冷却効率は銅の1.5倍です。 したがって、それぞれの利点が最大限に発揮されます。 CPUと接触するベースには熱伝導の速い銅を使用し、熱を素早く伝えます。 放熱フィンには冷却速度の速いアルミニウムを使用し、熱を素早く奪います。

CPU ヒートシンクの場合、銅とアルミニウムにはそれぞれの利点があります。 銅は熱の伝導が速く、アルミニウムはすぐに冷えます。 したがって、タワー型ヒートシンクを含むほとんどのヒートシンク クーラーは、CPU の放熱効率を最大化できる銅底とアルミニウム フィンの設計を採用しています。