​什么是散热器？快来了解散热器的定义、类型、和应用

定义：散热器是一种将机械或电气元件产生的热量传递到周围介质（如空气或液体冷却剂）的装置。换句话说，它通过吸收热量并将其散发到空气中来防止组件过热。散热器通过最大化与周围冷却介质接触的表面积来完成这项任务。这种介质通常是空气，但也可以是制冷剂、水或油。为了使散热器正常工作，周围介质的温度必须低于发热组件的温度。影响散热器性能的其他因素包括表面处理、突起设计、风速和材料的选择。

材料

常见的散热器材料有铝和铜。

铝合金广泛用于构建微处理器散热器。与其他合金相比，1050 铝合金的导热性要高得多（但机械强度较低）。它的导热系数为 229 W/m•K。铝合金 6063 和 6061 也常用于制造一体式材料散热器。它们的导热系数值分别为 201 和 166 W/m•K。

铜的导热系数 是401 W/m•K，几乎是铝的两倍，并且在抗菌性、耐腐蚀性和抗生物污染性方面表现出卓越的性能。然而，它的延展性较差，价格更高，密度是铝的三倍。铜散热器是通过铣削或铲削制成的。

一些散热器是通过将多个铝翅片固定到铜底座上制成的。这种设计结合了两种材料的优点。

类型

散热器可以根据三个方面进行分类：对流、鳍片排列和制造工艺。

基于对流

被动散热器：通过自然对流过程消散热能。这意味着仅热空气的浮力就会产生穿过散热器系统的气流。热量传播到大面积，然后从鳍片辐射出去。这些散热器不需要任何控制模块或辅助电源来带走系统中的热量。

主动散热器：利用强制对流来增加流体流过高温区域的流量。这种强制对流通常由风扇提供，它们使空气循环，将热量从组件中转移出去。由于它们比被动散热器更有效地从系统传递热量，因此几乎所有高端台式机都使用主动冷却。

基于翅片排列

直翅片：贯穿散热器的整个长度。它们以均匀的间隔连接到底座上。所有鳍片均以 90 度角（彼此平行）安装，以允许最大的流体流动面积。

针式翅片：从底座延伸出来，覆盖了散热器上的大部分表面积。销钉可以是方形、椭圆形或圆柱形，并且在所有方向上都能正常工作。在某些应用中，这些类型的散热器的性能比直鳍片好得多，因为流体流动轨迹沿销轴向（而不是切向）。

基于制造工艺

挤压散热器：采用挤压制造工艺制成，其中材料（主要是铝）被推过所需横截面的模具。尽管最终产品的尺寸受到挤压最大宽度的限制，但很容易以低成本制造定制规格。

铲削散热器：是通过称为铲削的工艺制成的，其中材料被切成薄片。使用单个材料块，例如铜或铝。这些散热器具有卓越的热性能，因为它们包含密集的均匀形状和分布的鳍片。

锻造散热器：是通过用局部压缩力塑造材料制成的。制造过程在低温和高压环境中进行，因此金属中没有杂质或气泡。该工艺的主要优点是，只需一组锻造模具即可制造出不同高度的相同设计的散热器。

粘合散热器：包含一个带槽的底座，其单独的鳍片粘合到凹槽中。带槽的底座可以加工、挤压或压铸。鳍片采用焊接、钎焊或热环氧树脂粘合，具体取决于耐热性要求。它们可以由铜、铝和不锈钢等材料的组合制成。这种类型的设计提供了不错的热性能，而不会增加太多重量。

冲压散热器：是通过冲压金属鳍片，然后将其焊接到底座上制成的。它们重量轻且制造成本低廉。但是，它们可能具有剪切边缘、模痕或粗糙的表面，不适合高端应用。

CNC 加工的散热器：是通过使用排锯机制造的，排锯机在一个心轴上包含多个锯刀。计算机数控 （CNC） 系统操作机器以创建精确的鳍间空间。该过程很快，但它以非生产性的方式消耗大量材料。在大多数情况下，鳍片会变形或损坏，需要二次操作。

应用

散热器可以与任何需要散热才能正常运行的组件一起使用。这包括电气、机械、化学和核源等领域。使用散热器的三种最常见设备是：

CPU/GPU：在台式机中，散热器用于冷却微处理器、图形处理单元、RAM 模块和一些芯片组。例如，NVIDIA  ​​Jeson Nano ​包含一个大型散热器，以维持板载 AMD 处理器和 Maxwell GPU 的温度，这两者都会产生大量热量，需要特殊的冷却以避免热节流。

LED：虽然发光二极管摸起来很凉爽，但它们会在设备内储存大量不需要的热量。这些热量来自将 10-40% 的输入功率转换为光的半导体。其余的能量以热量的形式损失。散热器用于通过传导和对流消散多余的热量。它允许 LED 在环境温度下工作，从而延长设备的使用寿命。

焊接：焊接时，某些电气元件（例如磁性簧片开关）可能会因热量而损坏。因此，电工经常使用夹在接头和元件主体之间引线上的散热器。散热器吸收了焊接机提供的一部分热量，防止损坏附近的敏感元件。

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