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2024年3月11日发(作者：)

散热原理——散热方式]

散热就是热量传递，而热的传递方式有三种：传导、对流和辐射。传导是由能量较低

的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式，CPU和散热片之间的热量传递

主要是采用这种方式，这也是最普遍的一种热传递方式。对流是指气体或液体中较热部分

和较冷部分通过循环将温度均匀化，目前的散热器在散热片上添加风扇便是一种强制对流

法，电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于"强制热对流"散热方式。辐射顾名思义

就是将热能从热源直接向外界发散出去，该过程与热源表面颜色、材质及温度有关，辐射

的速度较慢，因此在散热器散热中所起到的作用十分有限（辐射可以在真空中进行）。这三

种散热方式都不是孤立的，在日常的热量传递中，这三种散热方式都是同时发生，共同发

挥作用的。

任何散热器也都会同时使用以上三种热传递方式，只是侧重有所不同。对于CPU散热

器，依照从散热器带走热量的方式，可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的

是风冷散热器，而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式，可以分为风冷，液冷，

半导体制冷，压缩机制冷，液氮制冷等等。

风冷散热是最常见的，而且简单易用，就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有

价格相对较低，安装方便等优点。但对环境依赖比较高，例如气温升高以及超频时其散热

性能就会大受影响。

液冷 是使用液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量，与风冷相比具有安静、降

温稳定、对环境依赖小等等优点。液冷的价格相对较高，而且安装也相对麻烦一些。同时

安装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得最佳的散热效果。

半导体制冷

“N.P型半导体通过金属导流片链接，当电流由N通过P时，电场使N中的电子和P

中的空穴反向流动，他们产生的能量来自晶管的热能，于是在导流片上吸热，而在另一端

放热，产生温差”——这就是半导体制冷片的制冷原理。只要高温端的热量能有效的散发

掉，则低温端就不断的被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差，一个制冷片由几十个这

样的颗粒串联而成，从而在制冷片的两个表面形成一个温差。

利用这种温差现象，配合风冷/水冷对高温端进行降温，使得制冷片的散热效果强劲，

但是让制冷片全速运作的前提是供电必须要稳定（一版要几时W的功率），或者你需要为

制冷片单独设立一个供电设备，这样成本较高，而且如果高温端的散热不到位的话也比较

危险。

优点:能使温度降到非常理想的室温以下；并且可以通过使用闭环温控电路精确调整温

度，温度最高可以精确到0.1度；可靠性高，使用固体器件致冷，不会对CPU有磨损；使

用寿命长。

缺点：CPU周围可能会结露，有可能会造成主板短路；安装比较困难，需要一定的电

子知识。比较保险的方法是让半导体制冷器的冷面工作在20℃左右为宜

压缩机制冷：压缩机制冷其实已经是我们比较熟悉的方式了。在日常生活中，冰箱，

空调等制冷设备都是采用压缩机制冷方式。应用在个人电脑上，主要是将吸热部分集中在

CPU区域。压缩机制冷一般可以维持在零下100摄氏度左右。相对液氮的温度要高了不少，

并且通过妥善的安装，电脑硬件可以长期稳定的在机箱中运行，虽然噪音可能不小。

干冰、液氮制冷：干冰与液氮制冷都是依靠压缩或冷却气体在常温下气化，迅速吸收

大量的热来制冷。这两种极端的散热方式可以带来最为顶级的散热效果。是骨灰级超频玩

家降温的必用手段。但同时这种方法也是非常危险的。因为快速的温度下降导致的温差会

发生结露，容易导致主板等短路。

石墨导热 ：由于具备了等向性（anisotropic）的特性，石墨在导热时是根据一定的

方向来流动的。其实在这样的特性下，石墨就很好区别于一般风冷材质的铜和铝，因为这

两种金属都不具备这种属性，所以也无法用它们来控制热的传输方向。所以是使用石墨散

热技术制造的产品就可以按着需要的方面来依次的进行热传导。

优点

散热片体积更小更轻

一片具有弹性而且可以定型小小的石墨片，经过了切割之后几乎可以应用在各种设备

上。它的最大传导系数为500W/mk（比热管要低）。而重量比铜轻了80%。并且比铝也

轻了30%。

缺点：

石墨的脆弱性

虽然石墨散热技术可以用铝箔包裹以保持其外形，但是脆弱本身是无法消去的。由于

我们在使用电脑和拆装一些电脑配件的时候，经常也不小心的将电脑配件撞击。这样的意

外承受压力也是产品本身需要考虑的。

成本问题

对于任何产品来说，成本问题都无法解决。我们之前所听说过的石墨散热技术，一般

是来自于比较昂贵的医疗器材上。石墨技术无疑是一个不错的医疗散热材料。但由于应用

于这些非常昂贵的医疗器材上也意味着其昂贵。

液态金属导热：这种冷却新技术利用镓和铟的混和液体作为散热剂，混和金属在10

度时为液态。这种冷却剂导热性能比水高65倍，比空气导热性高1600倍，因此液体金属

吸收热量效率极高。

虽然液态金属导热性极佳，但是其吸收的热量难以向外接释放，虽然液态金属能够带

来散热效率提升，但是远低于预期。

本文标签： 散热制冷方式使用热量

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