为什么大多数散热器选择铝而非铜？从导热到成本的全面解析

为什么大多数散热器选择铝而非铜？从导热到成本的全面解析

在电脑硬件领域，散热器是保障设备稳定运行的关键组件。尽管铜的导热系数远高于铝，但市面上的散热器大多采用铝制散热鳍片。这种现象背后，究竟隐藏着怎样的科学原理和工程考量？

随着电脑市场的日益开放，DIY装机已成为许多人的选择。在散热器市场中，热管加铝制散热鳍片的组合占据主导地位，而纯铜散热鳍片的产品则相对罕见。这一现象引发了一个有趣的问题：既然铜的导热系数远高于铝，为什么厂商们仍然倾向于使用铝？

在中学物理中，我们学过导热系数和比热容的知识。导热系数是在相对稳定的传热条件下，1m厚度的材料两侧温差为1摄氏度，在一定时间内通过1平方米面积传递的热量，单位为W/(m·K)。纯铜的导热系数为401 W/(m·K)，纯铝的导热系数为237 W/(m·K)。在实际应用中，散热器通常不会使用纯金属，而是会添加其他金属以提高其他性能，因此导热系数只能近似估算。从数据来看，铜的导热能力确实优于铝，这也是为什么电脑散热器的热管基本采用铜作为管材的原因，以实现快速热量传导。

然而，散热鳍片为何不采用铜呢？这主要涉及以下几个因素：

1. 比热容
   比热容同样是散热介质的重要参数，但往往被忽视。比热容高的介质，在温度变化1摄氏度时，所吸收或散发的热量更多。铜的比热容为386KJ/kg·K，而铝的比热容为900KJ/kg·K，几乎是铜的三倍。我们可以将散热器鳍片理解为销售，将热管理解为运货卡车，将CPU比作工厂。CPU作为工厂，不断生产出热量这个产品，热管作为运货卡车，需要源源不断地将热量运到销售，销售进行持续的出货。如果销售（散热鳍片）卖热量的速度太慢，即使运货卡车的效率高，热量还是会堆积在散热器上。铝就是一个进货快卖得快的销售，而铜就是一个进货慢卖得慢的销售。因此，散热器厂家自然会选择铝来做散热器的鳍片。

2. 密度
   铜的密度为8.95g/cm³，而铝的密度为2.7g/cm³。以大霜塔为例，其毛重为1300g，如果全部采用铜，重量将增加到4290g。显然，没有人希望在主板上安装一个4公斤重的散热器，这无疑会给主板带来巨大的压力。

3. 价格
   铜的价格基本为铝价的3倍以上。将铝制散热器升级为铜制，成本将翻三倍，而性能提升却有限。大多数消费者可能难以接受这种高昂的价格，导致纯铜散热器的销量寥寥无几。因此，厂商也较少生产纯铜散热器。在相同价位下，水冷等其他散热效率更高的选择更具吸引力。

综上所述，市场上纯铜散热器较少的主要原因在于比热容、密度和价格等因素的综合考量。虽然铜在导热性能上具有优势，但铝在其他方面的表现更符合实际应用需求。