Le choix du matériau thermique du dissipateur thermique de refroidissement CPU

Principe de fonctionnement du dissipateur thermique du processeur :

Prenons l'exemple du dissipateur thermique Intel downwind. Le cercle jaune au bas du dissipateur thermique est en cuivre. Il est en contact direct avec le CPU. Grâce aux caractéristiques de conduction thermique facile du métal, la chaleur générée par le processeur peut être rapidement évacuée, de sorte que la chaleur puisse être transmise aux ailettes de refroidissement environnantes, puis les ailettes peuvent être en contact sur une grande surface avec l'air et l'aide du ventilateur, de manière à obtenir l'effet de dissipation thermique.

Caractéristiques des matériaux en cuivre et en aluminium :

La plupart des dissipateurs thermiques sont en cuivre ou en aluminium. Le cuivre ou l'aluminium sont-ils meilleurs ? Normalement, il faut regarder les deux propriétés physiques de son matériau : la conductivité thermique et la chaleur spécifique.

La conductivité thermique du cuivre à température ambiante est de 401 w/MK ; L'aluminium est de 237 w/M K. Plus le chiffre est élevé, meilleure est la conduction thermique. Par conséquent, l’effet de conduction thermique du cuivre est près de deux fois supérieur à celui de l’aluminium. La chaleur spécifique du cuivre est de 0,385 J/GK ; La chaleur spécifique de l'aluminium est de 0,897 J/g K. Plus la chaleur spécifique est faible, plus la température augmente ou diminue facilement. La chaleur spécifique du cuivre est environ la moitié de celle de l'aluminium, de sorte que la température baisse plus rapidement et la dissipation thermique est plus efficace.

Pourquoi la plupart des radiateurs utilisent-ils un mélange de cuivre et d’aluminium ?

1. Le matériau mixte cuivre et aluminium est utilisé car nous ne pouvons pas juger l'effet du radiateur simplement par la chaleur spécifique. La chaleur spécifique doit être comparée sur la base du même poids. La densité du cuivre et de l'aluminium est complètement différente, c'est-à-dire que leur volume est différent sous le même poids, donc la zone de dissipation thermique est également différente.

2. Compte tenu du volume, la chaleur spécifique est remplacée par la capacité thermique. La densité du cuivre (8,9) est plus de trois fois supérieure à celle de l'aluminium (2,7), la chaleur spécifique doit donc être multipliée par la densité pour calculer la capacité thermique. Après multiplication, le résultat est que la capacité thermique du cuivre est de 3,43 J/GV ; La capacité thermique de l'aluminium est de 2,42 J/GV. Autrement dit, à volume égal, l’aluminium refroidit plus facilement.

3. La conduction thermique du cuivre est trois fois plus rapide que celle de l'aluminium, mais sous le même volume, l'efficacité de refroidissement de l'aluminium est 1,5 fois supérieure à celle du cuivre. Ils font donc pleinement jouer leurs avantages respectifs. Le cuivre avec une conduction thermique plus rapide est utilisé comme base en contact avec le processeur pour conduire la chaleur rapidement ; L'aluminium à refroidissement plus rapide est utilisé comme ailettes de radiateur pour évacuer rapidement la chaleur.

Pour les dissipateurs thermiques des processeurs, le cuivre et l’aluminium présentent leurs propres avantages. Le cuivre conduit la chaleur rapidement et l'aluminium refroidit rapidement. Par conséquent, la plupart des refroidisseurs de dissipateurs thermiques que nous voyons, y compris les dissipateurs thermiques en tour, adoptent la conception d'un fond en cuivre et d'ailettes en aluminium, ce qui peut maximiser l'efficacité de dissipation thermique du processeur.