从热传导原理，看电脑中央处理器散热器的选择与维护

从热传导原理，看电脑中央处理器散热器的选择与维护 从热传导原理，看电脑中央处理器散热 器的选择与维护 在电脑中，影响到主机长时间稳定工作的一个重要部件之一就是处理器的散热器。因为处理器在全速工作时功率会达到120W左右。虽然现在的处理器在功耗上下了很大的功夫，发热量也降低了很多，但是处理器的散热还是一个不可忽视的问。散热不好将导致主机经常死机，不稳定，甚至烧毁。根据物理学的知识，热的传导只有三种方式:辐射、传导、对流。下面我们结合具体的产品来详细讲解处理器的散热。 散热坐与鳍片 我们谈到处理器热量的发散首先是要通过传导方式传到散热坐与鳍片，金属的传导系数是比较好的，在金属中金、银、铜、铝、铁的导热能力依次排列，在普通的应用中，金、银由于成本的原因，不可能采用。铁由于导热能力相对较弱，并且容易生诱等原因也不会采用，这样用得多的就只有铜与铝。在传导散热中散热面积越大，散热效率就越高。基于成本与固定的考虑，散热底坐通常把外形设计成鳍片形状，这样可以尽可能的增加散热表面积，节约材料。有些散热片还会采用特别制作的折叠式鳍片设计。折叠式的鳍片设计，厚度一般都很薄。它们的热传导距离较常见的挤压型鳍片要短。纯传导类型的散热器最大的优点就是完全没有噪音，但要达到散热效果必须用纯铜的材料，并还要辅以最新的热管导热技术，通常体积会很大，成本也很高。 为了再降低成本，并且减少重量以便降低对散热器的安装要求，就必须考虑另一种传导方式:对流。折叠式鳍片可以保证气流更顺畅地通过，因此折叠式设计可以提高气流的散热效用。条型鳍片和圆柱型鳍片的差距就在于气体流动的过程不同。在圆柱型鳍片周围，因为气流遇到的阻力较小，更容易流动，能更多地带走圆柱鳍片周围的热量，增强了对流效果。因此在散热鳍片面积相同的情况下，圆柱型会比条型有更好的散热效果。气流在鳍片周围充分游走对于散热有很大的影响。流动越容易的鳍片设计越能得到较高的热发散能力。这意味着鳍片的排列方式和外型对散热有着相当大的关系。自然的空气流动速度 很慢，为了加大空气的流动，现在大部分处理器的散热都是采用的复合式主动散热，那就是在散热器上加上风扇，市售的大多数CPU风扇，搭配的散热片一般采用铝合金制作。这是因为铝合金的加工性好、表面处理容易，而且成本低廉。 为了取得更好的散热效果，铜或铜合金是另一套可以考虑的散热片选材。但这里有几点问题要澄清:首先，铜的热传导系数几乎是铝的两倍，却这并不意味着铜散热器的散热效果就可以达到铝合金散热器的两倍。因为散热片的工作效果并不仅由材料的导热特性决定。其次，更好的散热性能并不能弥补铜的市场缺点--价格较高。再次，更高的材质密度也使得铜散热器的质量比较重，这也意味着更大的静态重力。所以较为普及的高档散热器散热片采用了铜和铝结合的方式来制造。这些散热片的底座大多采用铜，而金属鳍片则采用铝制。铜的热传导系数比铝高，能更均匀地将热量传送到铝制鳍片的外围。铝本身的热传导系数不是无限大，鳍片内部有温度梯度的存在:鳍片组靠近中心的温度较高，四周靠近外围的温度较低。当然更高档的散热器依然采用的是纯铜的。 理论上来讲，散热器底坐与处理器是紧密结合的，这样散热效果才会好，所以散热底坐都是抛光的，特别是铜底的都是抛光成镜面的，即使这样还是无法保证散热底坐与处理器完全无鏠结合，这样那些微小鏠隙是靠空气与散热底坐来导热的，而空气的热阻是很大的，散热效果很差，为了降低接触面的热阻，人们常在处理器与散热底坐之间涂抹特殊的散热硅脂来填补空隙。因为散热硅脂的导热能力比空气要好很多，这项工作只是有助于提高热传导效率，并不能直接发散热量。要注意的这些散热硅脂并不是越多越好，仅填充空隙就行，安装时稍用力研磨一下，让散热底坐与处理器之间的鏠隙尽可能的小些。因为他们绝对不如散热底坐直接接触处理器导热好。太多则适得其反。高级的散热硅脂中掺有银等金属粉未，能在一定程度上提高散热能力。风扇主动散热的方式，风扇是一定有噪音的。并且风扇在CPU风冷散热装置中起主动散热的核心作用。风扇本身的效能不佳，制作工艺不精，会导致散热片过热，不停烤烧风扇本身的塑料材质，继而引起风扇变形，转速下降的恶性循环，更严重的时候，会发生风扇停转，马达电路短路，烧毁处理器甚至引起火灾事故。对于风扇，大家一般都能从扇叶大小、形状，风扇面积、结构等方面获得一些直观的感受。其实，决定风扇散热性能的因素还有许多因素，近期引起大家广泛关注的是风扇 的轴承传动方式。现在市场上使用的散热风扇主要是使用两种轴承传动方式:?自润轴承(Sleeve Bearing):也被称作含油轴承。其主要是轴承中轴套是由有肉眼看不见细小孔的金属材料制作，润滑剂会吸符在里面，在主轴转动时，由于毛细作用，润滑剂会产生一层油膜，使得摩擦力减到了最小，保证了工作时的稳定性。自润轴承的问题在于它对润滑剂的依赖性极大，当润滑剂量不足或粘稠性不佳时，轴承很容易出现老化，致使风扇转速下降，或发出异常噪音，这种风扇在天冷的时候，润滑剂粘度会加大，导致初期基本无润滑，噪音极大，一般在运行5至10分钟后，由于主轴与轴套的摩擦产生热量，润滑剂粘度减小，润滑慢慢恢复正常，噪音随之降低，所以这种风扇寿命很短，优点是成本较低。?滚珠轴承(Ball Bearing):这是现在在CPU散热风扇中应用最广泛的轴承传动方式。它的结构也并不复杂，在两个硬质金属环中间，置有由轴笼固定住相对位置的一系列金属圆球，轴笼和金属圆球之间加有润滑剂。这样轴承在转动的时候，圆球与转动轨道之间的接触面极小，只要有少量的润滑物质，整个轴承的结构就能够保持较长时间的寿命，并保持良好的性能。滚珠轴承结构的问题，主要是工作噪音稍大，因此，在选择滚珠风扇时选择可靠的厂商非常重要。相比之下，虽然自润轴承初期噪音较小，成本低，但寿命短，后期噪音会越来越大。滚珠轴承噪音相对比较恒定，寿命长，价格高。安装工艺安装散热器的扣具压力要合适，太小会造成散热器与处理器之间的间隙大，散热效果不好，扣具力量大了除了安装困难外，还会造成主板变形，主板线路接触不好，开裂等，造成主机损坏。另外，安装散热器要均匀，保证散热底坐与处理器平稳的接触，安装不好会导致散热器单边接触的可能。 最后说一下，热的传导还有一个是辐射，是指温度高的向温度低的方向传递，由于最终散热器与环境的温差不大，所以相对作用较小，但散热器的外表涂成黑色对散热还是有一定的好处。马上天气的温度会越来越高了，对于老的机器要对散热器进行一下维护或更换，风道上的灰尘会严重阻隔气流的流动，一定要定期清除。否则电脑会出现意想不到的故障。 "七"乐无穷，尽在新浪新版博客，快来体验啊~请点击进入~