散热器的热管技术

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1、1[散热原理——热管技术]热管属于一种传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点，并且由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。其导热能力已远远超过任何已知金属的导热能力。以前热管技术一直被广泛应用在宇航、军工等行业。正是因为有热管技术的民用化，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠大风量风扇获得更好散热效果的传统散热模式

2、。取而代之的是采用低转速、低风量风扇配合热管技术的崭新散热模式。热管技术更为PC的静音时代带来了契机热管技术为什么会有如此的高性能呢？这个问题我们要从热力学的角度看。物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。圣保罗散热器热传递有3种方式：辐射、对流、传导，其中热传导最快。11热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导。常见的热管均是由管壳、吸液芯和端盖组成。制作方法是将热管内部抽成负压状态，然后充入适当的液体，这种液体沸点很低，容易挥发。管壁有吸液芯，

3、由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端。当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体。液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止。热量由热管一端传至另外一端，这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。热管的导热过程具有很高的热传导性能，与金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量，并且具有优良的等温性和热开关性能，特别适用于高精密散热环境。高速度的热传导效果：－重量轻且构造简单。－温度分布平均，可作均温或等温动作

4、。－热传输量大。热传送距离长。－没有主动元件，本身并不耗电。－可以在无重力力场的环境下使用。－没有热传方向的限制，蒸发端以及凝结端可以互换。－容易加工以改变热传输方向。－耐用、寿命长、可靠，易存放保管。11热管的制作工艺看似简单的热管其实对工艺的要求是非常高的，下面让我们来一起看看它的工艺及测试：－工作流体选定：非燃性、操作温度、热传量、容许热阻、经济性。－容器材料选定：热传导性、真空维持度、耐压、流体相容性（腐蚀、化学反应）。－容器及注入加工：长度、去毛边、洗净、封口、保存。泄漏测试就：氦气泄漏探测、高压气泡检查（

5、防止容器出现针孔、裂隙以及氧化）。－真空烘烤：高温、真空的环境下对热管组件作毛细表面脱水、脱氧处理。－工作流体真空处理：加热驱出（液态）、气态液化（气态）、真空补汞法。注入封口：钨电极纯气熔接（这对于导热管来说，是唯一的防漏封口法）。－抽样测试：氧化/腐蚀耐用性测试、最大热传效能测试、最大弯曲/扁平后泄漏测试、最大弯曲/扁平后效能测试、寿命测试。11其他特性限制在热传输上，热管也有一些限制：－黏性限制：低温的蒸气流动黏性力。－音速限制：蒸气流达音速的塞流现象。－飞散限制：蒸气流速过大，超过液体表面张力，使液滴飞散的剪

6、断力。－毛细管限制：流体的流量大于毛细输送能力。此现象易使毛细干燥，烧毁导管。－沸腾限制：所有流体都达沸腾汽化时，会降低传热的能力。热导管的确传热效率会比铜/铝要好N倍，但是其中成功与失败的重要因素就是接口与后端把热带出的部分。普遍来说，目前都是以铜底板作底中间用锡膏作介质与热导管接触，然后过回焊炉之后，铜底板就会与热导管密合，这边就会成为受热端；而散热端就是另一端以穿鳍片的方式将鳍片固定其上，在配合风扇将热带出鳍片到空气中。所以这种圣保罗散热器的要点就是：1.铜片底板要薄，且底板与热管的密合度要高，以减少CPUCA

7、SE到热导管之间的热阻。2.导管最好设置在CPUDIE位置的上方，以减少CPUCASE到热导管之间的热阻。3.散热端的鳍片要多，且与热管密合度高，原因也是为了减少热管到空气之间的热阻。4.风扇吹出的热气一定要快速且有效的带出机壳之外，以免增加整体热阻。5.风扇入口的空气温度不可太高，以免增加整体热阻。1