什么是散热器，它们是如何制造的？

个人电脑等电子设备在运行时会产生热量。电流通过设备的各种电线和组件，遇到阻力随着时间的推移，这种阻力会产生热量 , 迅速提高设备的温度。

如果不加以控制，这种热量可能会给设备带来灾难性的后果：中央处理器 (CPU) 等组件很脆弱，无法承受极高的温度；因此，过热会导致故障或永久性损坏。

幸运的是，许多电子和机械设备通过使用散热器来防止这个问题（或散热器）：散热的特殊组件远离设备的重要区域，以使其保持凉爽和正常运行。

尽管尺寸很小，但散热器是非常重要的组件，并且可以通过多种不同的方式制造。本文着眼于散热器的工作原理、散热器的优势、不同类型的散热器以及散热器的制作方法。

什么是散热器？

散热器是一种被动式热交换器 其功能是调节温度 的电子或机械设备。它将热量从发热组件传递到流体（空气或液体冷却剂），使热量从设备中散发出去。

散热器的工作原理是使用热导体从热源带走热量，将其拉向与冷却介质（即空气或其他流体）接触的大表面积。对大表面积的需求是散热器通常由连接到许多非常窄的翅片或引脚的底座组成的原因：这种形式是将尽可能多的表面积安装到给定体积中的最佳方式。

散热器用于各种行业，通常用于冷却 CPU 和 GPU 等计算机组件，以及功率晶体管和激光器。

确定是否需要散热器以及哪种散热器需要确定电路的最高结点工作温度。如果超过工作温度，将导致部件故障或破损。一般而言，最高工作温度较低的组件（或仅产生大量热量的组件）需要更有效的散热器。

散热器的核心功能是调节温度和防止过热。这提供了以下优点：

散热器通常由带有突出物的坚固底座组成。但是这些突起的形状和大小会影响散热器的性能。最常见的散热器品种包括：

针翅式散热片 ：针翅式散热器的针脚从底座伸出。它们提供所有散热器类型中最大的表面积，最适合低气流（或随机/多向气流）情况。引脚可以有不同的形状：
- 圆柱形
- 椭圆形
- 方形
板翅式散热器 ：比针翅式散热器更常见的是，板翅式散热器具有从底座延伸的矩形翅片。当气流为单向时，它们是最好的散热器类型。
喇叭形散热片 ：板翅式散热器的一种变体，喇叭形翅片散热器采用喇叭形翅片排列方式，可降低流动阻力。

一些散热器连接了风扇，并且这种类型的散热器可以称为有源散热器或风扇冷却散热器。那些没有风扇的可能被称为被动散热器。风扇提供恒定的气流来源，从而提高了散热器的功能。

散热器通常由铝合金或铜制成，材料通常由应用、热强度、生产方法和预算决定。

铝散热器通常由铝 1050（非常导热但强度低）或铝 6060、6061 或 6063（导热性较差但具有更好的机械性能）制成。最实惠的散热片一般都是铝合金材质的。

铜散热器具有出色的导热性——它的导热性是铝的两倍——以及耐腐蚀性、抗微生物性和其他理想的特性。这使得铜散热器成为一种优质的选择。然而，铜比铝合金更昂贵，而且通常更难成型。

散热器安装方法是将散热器安装到它试图调节温度的组件上的方式，例如：计算机的 CPU。

连接方法包括导热胶带（用于小质量散热器）、环氧树脂（牢固但不可逆的机械粘合）、夹子、线形 Z 形夹、黄铜/塑料图钉或螺纹支架（用于非常大的散热器）。

有几个变量会影响散热器的性能以及它从 CPU 等组件散热方面的效率。重要的散热器性能因素包括：

怎么做散热片？这取决于几个因素，例如散热器的尺寸和材料，以及制造它的制造商类型。制造散热器实际上可能涉及一系列生产技术，包括铸造和数控铣削。

挤压是将热金属坯料通过钢模的过程，是制造铝散热器的最常见方法。这是一种使用铝 1050 等延展性材料制造散热器的快速、有效且经济的方法。挤压铝制散热器通常在使用前进行阳极氧化处理。

刮削或刨削，将材料切成薄片的过程，是生产板翅和喇叭翅散热器的常见制造工艺。与挤压相比，该工艺允许翅片更薄、更紧密，并且还提供了水平或表面粗糙度，这略微增加了总表面积。

铸造是将熔融金属倒入模具中的过程，是制造散热器（铝或铜）的另一种方法。压铸散热器可能具有高度的复杂性并提供出色的机械性能。压铸有时也用于制造锌散热器。

铣削是一种从空白工件上切割材料的减法工艺，是一种经济实惠的方法，可以用铝合金等材料制造几乎任何几何形状的散热器。铣削散热器（或机加工散热器）可能比替代品更昂贵，尤其是大批量时，但它们也可以非常快速地制造出来。了解有关铝加工的更多信息。

铜增材制造的最新进展使 3D 打印散热器成为其传统同类产品的可行替代品。粉末床熔融和定向能量沉积技术已最成功地用于此目的。

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