在過去的很長一段時間里,熱管都是臺式機處理器/顯卡專用風扇和筆記本專利,結合風扇和鰭片構成了“散熱三要素”。
自從手游興起后,智能手機領域也逐漸掀起了熱管風潮,很多中高端手機都通過熱管、石墨、銅箔、導熱凝膠和導熱硅膠等多種材料協同散熱,誰的熱管更長更粗、誰的熱管數量更多就成為了判斷散熱性能的關鍵指標。
問題來了,筆記本和手機內置的熱管都是一種直徑較小且扁平的存在,散熱面積相對有限,那為何不直接選擇更大面積的純銅散熱片覆蓋熱源(CPU、GPU芯片)的設計呢?
我們都知道,導熱的方式主要可以分為“相變”和“非相變”。
其中,非相變導熱常見于液冷散熱器,通過循環流動的純水或液態金屬到冷頭吸熱,通過散熱片擴大散熱面積后再使用風扇將熱量排出,導熱效率堪稱完美,只是受制于成本和空間的占用問題,其無法在筆記本和手機這種主打輕薄的移動設備領域生存。
常見的熱冷散熱器套裝
熱管則屬于相變導熱方式的代表,這是一種以純銅為壁,內部中空的銅管(內壁不光滑,不滿毛細結構),并在管道內封有易蒸發的冷凝液。
其工作原理是靠近發熱源的熱管一端受熱,內部液體蒸發并吸收熱量,擴散至熱管另一端冷凝放熱(蒸汽→液體),再利用毛細作用流回到發熱端循環往復。
熱管在PC領域并不是什么新鮮事物,但在手機領域卻變得“高大上”起來,由于其內涵液體,不少手機廠商都會給內置熱管的手機打出“液冷散熱”的宣傳標語。
但是,熱管內液體的“蒸發→冷凝”循環屬于物理上的升華與液化反應,與水冷利用液體循環帶走熱量有著本質上的區別,此“液冷”非彼“液冷”,哪怕給熱管搭配散熱鰭片和風扇,其導熱效率也遠遠不如真正的液冷散熱器。
正所謂“就怕貨比貨”,雖然熱管這種“相變”導體的散熱效率不如液冷散熱器,但學過初中物理的朋友肯定都知道,100度的水蒸氣要比100度的熱水更容易燙傷。
同種物質同溫度從液態轉變為液態會吸收大量的熱,這就導致了熱管的導熱效率較同等面積的純銅散熱片提升數百倍!
換句話說,無論是筆記本還是智能手機,哪怕使用更大面積的純銅散熱片,其導熱效率也不如幾根熱管來的實在。
本圖來自51nb.com,純銅散熱片又稱“翅片”,表面的凹凸可以起到增大散熱面積的功效
因此,筆記本往往會采用熱管+覆蓋芯片表面的純銅散熱片,智能手機則青睞熱管+一層薄薄的銅箔,其中作為導熱主力的依舊是熱管,純銅散熱片的作用只是擴大散熱面積而已。
如今,筆記本和手機圈逐漸開始流行VC均熱板,這種散熱材料結合了大面積銅片和熱管的優勢,至于它的具體原理和效果,感興趣的童鞋就請繼續關注CFan的后續報道吧。
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