آلومینیوم در مقابل مس در مقابل الماس بهترین مواد حرارتی در مقایسه

وقتی که دمای پردازنده ی کامپیوتر بازی های شما به شدت نزدیک به یک تصادف صفحه نمایش آبی می شود، این بخارگر ساده ای است که نگهبان است.انتخاب مواد شنای گرما به طور مستقیم تعیین می کند که آیا دستگاه شما می تواند عملکرد پایدار را تحت بار سنگین حفظ کنداما کدوم ماده بهتر عمل مي کنه آلومينيوم، مس يا حتي الماس؟

عملکرد اصلی یک سینک گرما این است که به سرعت گرما تولید شده توسط اجزای الکترونیکی را از بین ببرد و از کاهش عملکرد یا آسیب به سخت افزار جلوگیری کند.رسانایی حرارتی - اندازه گیری شده در وات در هر متر کلوین (W/m•K) - ظرفیت خنک کننده یک ماده را تعیین می کندبا این حال، تولید کنندگان باید هزینه، قابلیت تولید و وزن را نیز در نظر بگیرند، انتخاب سینک گرما را به یک چالش بهینه سازی پیچیده تبدیل می کند.

آلومینیوم با ایجاد تعادل مطلوب بین عملکرد، هزینه و قابلیت تولید، بر بازار سینک های حرارتی تسلط دارد.

• 1050A آلومینیوم:هدایت حرارتی استثنایی (229 W/m•K) دارد اما از قدرت مکانیکی پایین رنج می برد که استفاده از آن را در طرح های پیچیده سینک گرما محدود می کند.
• 6060/6063 آلومینیوماستانداردهای صنعت (166-201 W/m•K) دارای مقاومت و قابلیت بیرون کشیدن عالی هستند. عملکرد حرارتی آنها بر اساس درجه حرارت (شرایط درمان حرارتی) متفاوت است.

• مقرون به صرفهبه طور قابل توجهی ارزان تر از جایگزین ها، امکان تولید انبوه
• انعطاف پذیری تولید:به راحتی به صورت رشته های پیچیده باله و ستون های خنک کننده بیرون کشیده می شود
• وزن کم:چگالی پایین مانع از بار بیش از حد سیستم می شود

در حالی که برای اکثر برنامه ها کافی است، رسانایی حرارتی آلومینیوم در مقایسه با مواد برتر برای بار های حرارتی شدید کوتاه است.

با رسانایی حرارتی نزدیک به دو برابر آلومینیوم (401 W / m • K) ، مس ظرفیت خنک کننده برتر را ارائه می دهد اما چالش های مهندسی را ارائه می دهد.

• انتقال گرما فوق العاده:۴۰۱ W/m•K درجه بندی از آلومینیوم برتر است
• مجازات وزن:سه برابر از آلومينيوم چگاله
• هزینه افزوده:معمولا 4 تا 6 برابر گران تر از آلومينيوم

از آنجایی که مس در برابر فشار مقاومت می کند، سازندگان از روش های تخصصی استفاده می کنند:

• ماشینکاری CNC:خرد کردن دقیق اما گران قیمت بلوک های مس جامد
• اسکیوینگ:ابزارهای برش تخصصی، رشته های بال با چگالی بالا را تولید می کنند
• ساخت و ساز جوشیده:ترکیب باله های مسی با صفحات پایه

• خنک کننده های پردازنده برتر
• راه حل های خنک کننده GPU پیشرفته
• سیستم های مدیریت حرارتی سرور

الماس با هدایت حرارتی شگفت انگیز 2000 W/m•K (پنج برابر مس) نشان دهنده اوج تکنولوژی خنک کننده است - اگر چه با هزینه های نجومی.

• عملکرد حرارتی بی نظیر:بالاترین رسانایی شناخته شده
• مکانیسم انتقال گرما منحصر به فرد:ارتعاش شبکه توسط فونون
• قیمت گذاری ممنوعه:حتی الماس های مصنوعی همچنان گران هستند

در حال حاضر محدود به برنامه های کاربردی خاص:

• زیربناهای مدار یکپارچه با قدرت بالا
• مدیریت حرارتی دیود لیزر

• از مس و تُنگستین:هدایت مس را با گسترش کم ولتفستم ترکیب می کند
• AlSiC (کاربید آلومینیوم سیلیکون):افزایش قدرت در حالی که حفظ عملکرد حرارتی
• دیمالوی:آلیاژ مس نقره ای تقویت شده با الماس
• مواد الکترونیکی:مرکب اکسید بریلیوم که هم خنک کننده و هم عایق کننده الکتریکی است

انتخاب سینک های حرارتی شامل بررسی دقیق الزامات حرارتی، محدودیت های بودجه و مشخصات مکانیکی است.سناریوهای سخت ممکن است حق بیمه مس را توجیه کندراه حل های الماس و کامپوزیت گزینه های تخصصی برای چالش های حرارتی شدید هستند.