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2024年3月11日发(作者：)

热管技术

3、热管散热技术

热管是一种具有极高导热性能的传热元件，导热能力比普通金属高几百倍。据相关资料表明，高质量热管的传热效率是铜的1490倍，

传递速度可达30m/s，远远高于世界上任何导热金属和传热技术，能到达瞬时传热的效果。

其实热管技术并不是近年才出现的新技术。它的历史可追溯到上世纪40年代，为了满足二次世界大战的需要，美国通用发电机工程师

Gaugler就提出了类似于热管的设计方案，并在1944年取得了专利。到了1963年，第一根真正的热管被科学家George M．Grover 在

美国加里佛尼亚大学的Los Alamos实验室制造出来。笔者有幸看到了当年第一根热管的设计笔记，但由于字迹潦草，具体内容还请有兴

趣的读者自己研究。

热管技术应用广泛，在航空航天、铁路交通、取暖保温中有大规模的使用。而被引入IT硬件领域，还是上世纪90年代末，最早奔腾2

笔记本电脑中出现了热管。使用目的是为了在压缩体积的条件下取得优秀的散热效果。

随着硬件发热量的提高，现有的传统风冷散热技术已经不能满足散热需求。于是出现了液冷、半导体制冷、压缩机制冷等散热方式，但

由于安全性、稳定性与成本过高等问题无法普及应用。所以热管这种技术成熟，成本相对较低的技术就被越来越多的台式机散热器采用。

热管的工作原理与特点

热管的基本原理与空调等相变制冷类似，也可以说是一个微缩的相变制冷系统。它是利用高导热性液体相变时吸热蒸发、放热凝结的特

性，将热量快速的从吸热端转移到散热端。

从原理示意图上我们可以看出，热管内部液体由于在吸热端受热而气化（按红色箭头的走向），蒸腾到散热端放热后液化（按蓝色箭头

走向），最后回流到吸热端这一个循环过程。这个循环过程是在密闭的金属管体中进行的，不会有液体外漏的不稳定现象，而且热管体积也

可控制，适合多种用途。

如果把热管剖开看，我们可以把热管分成管壳、吸液芯和蒸汽通道三个部分：管壳由于必须承受热管内部的真空高压，并且还必须更小

的热阻，因此对管材的材料和制造工艺有很高的要求。目前广泛采用的是炭钢、铝、铜、不锈钢、钛等。吸液芯是一种多孔材质，它紧贴于

热管内壁，利用液体的表面张力从凝结段将液体送回到蒸发段。吸液芯的材质主要是由金属网、泡沫材料、毛毡、纤维等多孔物质组成。热

管的中间部分作为蒸汽传输通道。作为内部液体，一般选择与吸液芯有良好的相容性，并且导热性、稳定性、汽化性、安全性高的液态介质。

目前PC热管散热器中主要使用的是铜-丙酮或铜-水组合。

由于热管中需要通道流动液体与气体，因此在使用中非常忌讳弯曲。有技术文档显示，热管每做一个180度的弯曲，就会降低大约37％

的热传递效能。而在实际应用中，热管不可能不弯曲，为了保证不降低热传递性能，只能以增加热管数量来弥补。因此当前采用热管的CPU

散热器，都配备至少两根热管，最多甚至有12根热管。

本文标签： 热管技术散热液体吸热

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