破除误解！关于热管你不知道的几件事
关于热管你不知道的几件事
泡泡网散热器频道9月19日 如今的现代科技技术日新月异，不断推陈出新，消费者也开始要求终端产品更加美观，更加小巧，更加高性能。因此这也带动了半导体芯片制造工艺的不断升级，核心处理器由65nm缩小至45nm，甚至更小的22nm，使得处理器朝向了多核心发展，以提升处理的性能。
不过由于在相同体积西容纳更多的晶片，这就会使得单位面积的热通量大大提升，因此即便提高了CPU的工艺，降低的了功耗，但是CPU的发热量依旧很大。而高温也往往是损坏电子器件的主要因素，根据资料介绍，当电子元件温度每上升10℃，其可靠性就会降低一半，而且还会降低芯片的处理性能。
因此由底座、热管、鳍片以及风扇组成的散热器，成了提供芯片散热主要支持设备。其具体的原理，想必各位在高中物理课上就了解，利用传导、对流和辐射的热量传导特性，为过热的CPU芯片进行有效的散热。
尽管热管技术的已经非常普遍的应用到各类散热器当中，但是关于热管的导热效率、弯折度、热管尺寸……等等，可能有很多对于散热器产品并不太了解的朋友会感到非常的疑惑。因为，这些关键的往往会关乎到一款散热器的整体品质如何。比如是不是热管越多越好，8mm与6mm热管的导热效率有什么具体的区别，热管到底能挖多少度，等等。所以今天我们就来给大家总结一些有关于热管的相关知识，也有助于各位在散热器选购时，能够得心应手。
对于热管的工作原理，其实很简单，当受热端开始受热的时候，管壁周围的液体就会瞬间汽化，产生蒸气，此时这部分的压力就会变大，蒸气流在压力的牵引下向冷凝端流动。蒸气流到达冷凝端后冷凝成液体， 同时也放出大量的热量，最后借助毛细力回到蒸发受热端完成一次循环。具体到产品上，受热端就是和散热器底座接触的部分。
烧结热管
沟槽热管
而目前散热器产品的主要应用的热管形式，有烧结和沟槽两种。而目前绝对多数的散热器都会采用烧结式热管，但是这并不意味着沟槽式热管的性能要比烧结式热管性能差，而实际则恰恰相反。
热管工作原理细节
两个同尺寸的烧结热管和沟槽热管相比，由于烧结热管内部有大量铜粉进行填充，因此热管的毛细半径小，渗透效率也就变得较低，这也就导致了烧结热管在长度增长时，热管的导热性能会下降很多。而沟槽热管，填充料少，毛细内径大，渗透率也较高，因此在直通状态下，沟槽热管的导热效率要强于烧结热管。
不过目前市场上90%的散热器都在使用“烧结热管”，这又是为什么呢？因为我们使用的散热器热管，都是经过弯折过的，而这是沟槽热管的致命伤，对于沟槽热管来说，由于内部结构的限制，在这方面非常敏感。当沟槽管弯曲90度，导热性能大降，甚至只能达到原来性能的1/2。部分采用沟槽管的散热器甚至将其弯曲180度，那样的效果可想而知了。
采用12热管 德古拉散热器
不过这并不是说烧结热管的可以随便弯曲，无所顾忌。任何结构的热管，对弯折次数，和弯曲角度都是非常敏感的，而每次弯曲都会造成热管导热性能的下降。不过，如果尽量保持弯曲部位直径无变化，或者变化很小，可以把性能下降的程度降到最低。
弯折次数越少 弯折角度越小 性能越好
热管扁平化 性能会下降很多
当然对于弯曲变化来说，圆柱形的外壁变成扁平形状，也会大幅降低热传导性能，因为过大的形变会导致热管内部的毛细结构部分中断，这就是为什么绝大多数的笔记本电脑散热性能都非常差的主要因素。
除了热管的弯曲度，影响热管导热性能的参数就是热管的尺寸，目前主流散热器都会采用6mm或者8mm热管。那么不同直径的热管，导热性能究竟有多大的区别呢？台湾科技大学的一份研究报告中，给出一组数值，我们倒是可以参考一下。
南海五 5根8mm热管的奢侈配置
报告中提到，以热管长度均为150mm计算，直径为3mm的热管其热阻值为0.33（测试物体温度变化区间60～90度）。而直径为5mm的时候，热阻立刻降到了0.11，已经可以满足绝大部分电子元件的导热要求。而当热管直径扩大到8mm的时候，热阻则骤降到0.0625，起到热效率，是大部分金属材质散热器难以达到的效果。这也就是为什么一个普通热管的直通条件下的导热效率，是铜导热介质的10倍，
换个方式来说，直径为3mm的正品热管，2.8个标准热传递周期中只能传递15W（15焦耳/s）的热量。而直径为5mm的热管，在1.8个热传递周期最大热量传递达到了45W，是3mm热管的3倍。而8mm的热管产品只需0.6个周期就可以传递高达80W的热量，因此8mm热管的导热效率也是最高的。当然成本也是相对较高的。
毛细效应
其实上，热管直径的增大，带来的是热管毛细内径的增加，而毛细渗透率也会相应提高，也就提高了热管的导热效率。但是需要注意的是，并非热管越多，管径越大越好，因为还需要考虑到芯片顶盖，与热管的接触面积，如果热管受热面积不均匀，或者热管的利用率太低，仍然不能有效提散热效果。所以8mm多热管的散热器并不多见（常见的为4个8mm热管，也有8mm 6mm混合配制）。
还需要说明的是，因为沟槽热管的内部填充料较少，因此使得热管内部蒸凝过程受重力影响较大，不如烧结热管那样稳定，这就是为什么沟槽热管综合应用，并没有烧结热管这样广泛。根据之前提到的研究报告中指出，如果沟槽热管在水平角度导热率为34，如果倾斜正负20度角时，导热率会在0至86之间变化，受到重力的影响非常大，导热效率极不稳定。而烧结热管在重力影响方面则要好的多，稳定的多。
另外，由于沟槽热管的制造成本较低，这样热管也通常用于低端散热器产品上。而在高端产品中，烧结热管仍然是主力，但是为了突破热管导热的技术瓶颈，不少厂商也做了足够的努力。
充分利用热管的特性
比如玩家风暴的德古拉散热器，很多玩家都会认为，所谓“12热管”是一种纯扯淡的把戏。但是如果我们通过上面的内容，了解了热管的特性，就会发现，德古拉把减少了烧结热管的长度，减少了热管的弯曲次数和角度，最大限度发挥了热管的导热性能，而实际效果，也非常出色。而这款散热器也就成了一个非常典型的利用热管特性的高性能产品。
AVC 高效的复合结构热管
此外，还有一些厂商开始将“复合毛细结构”热管应用到散热器当中，所谓“复合毛细结构”，就是将沟槽热管的高渗透率和烧结热管的高稳定性的特性，相结合烧制的一种热管（AVC的沟槽 铜粉烧结，）。虽然这样的高性能热管早已出现，但是制造成本较高，距离民用，可能还有一定的距离。——实际上，这种热管现在已经民用了（热设计网注）。
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