目前市面上散热风扇所使用的散热片材料几乎都是铝合金,只有极少数是使用其他材料。事实上,铝并不是导热系数最好的金属,效果最好的是银,其次是铜,再其次才是铝。但是银的价格昂贵,不太可能拿来做散热片;铜虽笨重,但散热效果和价格上有优势,现在也逐步用来做散热片了;而铝的重量非常轻,兼顾导热性和质量轻两方面,因此,才普遍被用作电子零件散热的最佳材料。铝质散热片并非是百分之百纯铝的,因为纯铝太达于柔软,所以都会加入少量的其他金属,铸造而成为铝合金,以获得适当的硬度,不过铝还是占了约百分之九十八左右。
导热系数的大小表明金属导热能力的大小,导热系数越大,导热热阻值相应降低,导热能力增强。 在金属材料中,银的导热系数最高(表),但成本高;纯铜其次,但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5铝合金,这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足,很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高,综合运用各种导热系数高的材料,已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如,有的散热片底部采用纯铜,是为了发挥铜的导热系数大,传热量相对大的优点,而鳍片部分仍采用铝合金片,是为了加工容易,将换热面积尽可能做大,以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接,如果连接不好,接触热阻会大量产生,反而影响散热效果。
各种常用金属材料及铝合金导热系数
材料名称 导热系数 材料名称 导热系数
银99.9% 411 W/m.K 硬铝4.5%Cu 177 W/m.K
纯铜 398 W/m.K 铸铝4.5%Cu 163 W/m.K
金 315 W/m.K Mg,0.6%Mn 148 W/m.K
纯铝 237 W/m.K 6061型铝合金 155 W/m.K
1070型铝合金 226 W/m.K 黄铜30%Zn 109 W/m.K
1050型铝合金 209 W/m.K 钢0.5%C 54 W/m.K
6063型铝合金 201 W/m.K 青铜25%Sn 26 W/m.K
金和银的导热性能比较好,但缺点就是价格太高,纯铜散热效果则次之,但已经算是非常优秀的了,不过铜片也有缺点:造价高、重量大、不耐腐蚀等。所以现在大多数散热片都是采用轻盈坚固的铝材料制作的,其中铝合金的热传导能力最好,好的CPU风冷散热器一般采用铝合金制作。
最好的散热材料并不是铝材。是银,接着是铜,金,再者就是铝。至于金和银,散热固然好,可是它的成本高,制作工艺复杂,最主要的还是成本问题,所以这
两种材料是商家不大认同的。
至于铜,目前市场上也不断的出现了纯铜的散热器,采用纯铜的材料并不见得好,铜的导热性能比起铝要快的多,但铜的散热没有铝快,铜可以快速的把热量带走,但无法在短时间内把本身的热量散去,这就很有可能造成在PC关机时热量在短时间内散不去,在CPU上方形成一个无形的热源。另外铜的可氧化性这是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态,从导热和散热方面都会大大的下降。
在以上的铜和铝的对比中形成了一种新型的工艺——铜铝结合。所谓的铜铝结合就是把铜和铝通用一定的工艺完美的结合到一块,让铜快速的把热量传给铝,再由大面积的铝把热量散去,这不但增充了铝的导热不及铜,还弥补了铜的散热不如铝,有机的结合从而达到急速传热快速散热的效果 金属导热系数表(W/mK)
热传导系数的定义为:每单位长度、每K,可以传送多少W的能量,单位为W/mK。其中“W”指热功率单位,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表: 银 429 铜 401 金 317 铝 237 铁 80 锡 67
铅 34.8
各种物质导热系数!
material conductivity K (W/m.K) diamond 钻石 2300 silver 银 429 cooper 铜 401 gold 金 317 aluminum 铝 237 各物质的导热系数
物质 温度 导热系数 物质 温度 导热系数 亚麻布 50 0.09 落叶松木 0 0.13 木屑 50 0.05 普通松木 45 0.08~0.11 海砂 20 0.03 杨木 100 0.1 研碎软木 20 0.04 胶合板 0 0.125 压缩软木 20 0.07 纤维素 0 0.46 聚苯乙烯 100 0.08 丝 20 0.04~0.05 硫化橡胶 50 0.22~0.29 炉渣 50 0.84 镍铝锰合金 0 32.7 硬质胶 25 0.18 青铜 30 32~153 白桦木 30 0.15 殷钢 30 11 橡木 20 0.17 康铜 30 20.9 雪松 0 0.095 黄铜 20 70~183 柏木 20 0.1
镍铬合金 20 12.3~171 普通冕玻璃 20 1
石棉 0 0.16~0.37 石英玻璃 4 1.46 纸 12 0.06~0.13 燧石玻璃 32 0.795 皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃 12.5 0.78 矿渣棉 0 0.05~0.14 精制玻璃 12 0.9 毡 0.04 汽油 12 0.11 蜡 0.04 凡士林 12 0.184 纸板 0.14 “天然气”油 12 0.14 皮革 0.18~0.19 甘油 0 0.276 冰 2.22 煤油 100 0.12 新下的雪 0.1 蓖麻油 500 0.18 填实了的雪 0.21 橄榄油 0 0.165 瓷 1.05 已烷 0 0.152 石蜡油 0.123 二氯乙烷 0.147 变压器油 0.128 90%硫酸 0.354 石油 0.14 醋酸 18 石蜡 0.12 硝基苯 0.159
柴油机燃油 0.12 二硫化碳 0.144 沥青 0.699 甲醇 0.207 玄武岩 2.177 四氯化碳 0.106 拌石水泥 1.5 三氯甲烷 0.121 花岗石 2.68~3.35 氨气* 0.022 丙铜 0.177 水蒸汽* 0.0235~0.025
苯 0.139 重水蒸汽* 0.072 水 0.54 空气* 0.024 聚苯板 0.04 木工板 0.1-0.2 重水 0.559 硫化氢* 0.013 表2 窗体材料导热系数
窗框材料 钢材 铝合金 PVC PA 松木 导热系数 58.2 203 0.16 0.23 0.17 表 3 不同玻璃的传热系数 玻璃类型 玻璃结构(m) 传热系数 K-w/(m2-k) 单层玻璃 6.2
双层中空玻璃 5×9×5 3.26 5×12×5 3.11
一层中空玻璃 5×9×5×9×5 2.22 ←-- 5×12×5×12×5 2.08 Lhw-E中空玻璃 5×12×5 1.71 你可以自己查一下
各种常用金属材料及铝合金导热系数
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