热管原理图讲解
作者：WittmanARC
在浏览散热器的宣传页面时，我们常常能看到一些玄乎其玄的名称与概念。例如，所谓“S-FDB轴承”，还有“逆重力”等内容。
在这些晦涩难懂的名称之间，有多少是厂商的文字游戏？令人晕头转向的概念之内，又有几分不是刻意营造的噱头呢？本期文章就将聚焦于散热领域的文字游戏，浅谈厂商那春秋笔法背后的技术真相。
“逆重力热管”
2020年，利民在散热器上“首发”了AGHP“逆重力热管”。一时间，舆论哗然。
“逆重力”一词听上去高端而又玄乎其玄。它和普通的热管有什么不同呢？是因为普通热管无法逆重力工作，而AGHP使用了“黑科技”吗？要理清这点，我们需要从热管的原理说起。
“逆重力”的本质
电脑散热器所使用的，一般是毛细热管。
1963年，航天器的散热需求与日俱增，传统材料导热能力此时已不能满足需求。而当时的“热管”是借助重力工作的，在太空中无能为力。
为解决航天器在微重力环境下的散热问题，NASA同LosAlamos实验室联合研发了能在微重力环境下工作的导热材料——毛细作用热管。
毛细作用在生活中相当常见。将细吸管插入水中，我们将会看到吸管中的液面高于水面，这其中便发生了毛细作用：使管内液面逆于重力的力量正是毛细力。这正是热管内冷却液的回流原理。
抽成负压的铜管中注有冷却液。当有温度差存在时，冷却液在靠近芯片的铜底一端受热蒸发，内部的气压带动它流到冷端。
冷端装有散热鳍片，因此温度较低。冷却液在此遇冷，凝结放热，从而将热量传导。
随后，冷却液通过毛细作用，沿热管壁流回热端，这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。
可以看到，无论是生活中常见的毛细作用，还是散热器热管所使用的毛细回流原理，它们本就能够逆重力进行。事实上，在研发热管时，NASA的设计目的就是寻找太空失重环境下的导热材料！
将随处可见的毛细热管命名为“逆重力热管”，不可谓不滑稽。那么，所谓“逆重力热管”到底是做了什么改进，才让其工作效率有所提升呢？这就要介绍热管的种类了。
热管的种类
毛细原理是热管工作的核心，各种工艺的目标便是将毛细力最大化。热管内部主要分为三种工艺结构，首先介绍的是使用最广、最为常见的粉末烧结热管。
烧结热管
粉末烧结热管占据了近80%的行业份额。顾名思义，这种热管的毛细结构是在高温下烧结而成的。
一条好的烧结热管，每个部分的毛细结构渗透率应该尽量相同、烧结块分布均匀。烧结热管的质量，也将直接决定导热效果——而这，就是大陆利民（的热管供应商）大做文章的地方。
首先要明确的是，由于烧结热管的技术含量较高，大部分散热器制造厂并不具备生产热管的能力。它们往往仅对热管进行弯折、焊接，以构筑散热器的主体。因此，AGHP“逆重力热管”其实是制造业的“供应商升级”。
热管供应商通过改变烧结工艺与技术、优化铜粉的配比、调整烧结热管的微观结构，让烧结热管能产生更强大的毛细力量，因而可以更好地对抗重力。在某一次“供应商升级”后，加上宣传部门的努力，大陆利民的“逆重力热管”就这样诞生了。
也正因对微观结构的极高要求，烧结热管的制造成本较高。因此，市场上还有一种成本低廉的替代方案——沟槽热管。
沟槽热管
沟槽热管由整体成型工艺制造，无需细密铜粉与烧结过程的它，成本仅为烧结热管的2/3，占据行业近20%的份额。
沟槽热管的一大优点是热阻较小。由于没有铜粉填料的阻碍，沟槽热管的冷却液渗透率表现更好。热管长度越长，沟槽式设计的优势就越明显。在理想的直通条件下，沟槽热管优于粉末烧结热管。
但是，沟槽热管有一个致命的缺点：易受重力影响。沟槽热管的方向性很强，依靠一条条预先规划好宽度与深度的沟槽，严格限制毛细力的方向。
但在实际使用中，热管往往需要经历90度、180度乃至回转的弯折，散热器本体也会存在倾斜的情况，这些都是对沟槽热管的致命打击。最恶劣的情况下，沟槽热管的效率甚至不足1/3。
当然，烧结式热管的效率同样会受到弯折的影响。大量的弯折会破坏热管的毛细结构，使冷却液回流受阻。不恰当的弯折还会破坏热管壁的完整性，使冷却液挥发、热管失效。
因此，对于散热器而言，无论角度与次数，热管弯折应是越少越好。在选购散热器时，切忌抱有“多就是好，粗就是强”的想法。热管的弯折情况、直径、工艺等都是需要考虑的因素。
由于太空中少有重力干扰，沟槽式热管被广泛用于空间飞行器中。部分低端散热器也会使用这种热管。
丝网热管
丝网热管靠紧贴管壁的多层丝网提供毛细力。这种工艺的冷却液回流阻力大、径向热阻大，且工艺重复性差、仍然不耐弯折。
在散热器领域，网芯工艺已被沟槽、粉末烧结所取代。
沟槽热管的热阻小，而粉末烧结热管更耐弯折。有没有一种工艺，让我们能够“我全都要”？将沟槽工艺同粉末烧结相结合的复合热管应运而生。
复合热管
一些风冷厂商已经在尝试使用沟槽与粉末烧结相结合的复合热管，这种热管兼具两家之长。在九州风神首发阿萨辛III时，就曾宣称使用七条复合工艺热管。
然而，在数个月后，GamersNexus拆解了阿萨辛III散热器的热管。通过显微镜观察，他得出了一个令人惊讶的结论：阿萨辛3并非使用了宣传中的复合热管，而是普通的烧结热管！
一时间，九州风神被推上了舆论的风口浪尖。原来，这项复合技术有待成熟，热管的性能较不稳定。在实验性应用了一段时间后，九州风神不动声色地在后续批次的Assassin III上撤回了这项技术，转而使用改进的烧结工艺，却没有对宣传词汇进行修改，从而导致了极为广泛的误解。复合热管的应用失败，不得不说是一大遗憾。
希望在不远的将来，更多厂商能够加入到这种先进热管的探索中来。与“逆重力”所营造的噱头不同，唯有实际技术层面的改进，方可为散热器的发展添砖加瓦。
总结
在散热领域竞争逐渐激烈的当下，利民能将烧结技术引入低端领域，客观来说是有利于消费者的。
但是，抛开“逆重力热管”的噱头不谈，低端烧结热管的可靠性如何，还有待观察。结合大陆利民频频爆出的热管品控问题——以至于“逆重力热管”在3年里更新了三代——我不得不对此持保留态度。
不管怎么说，散热市场还有很长的路要走，希望玩家们能认清宣传噱头背后的原理，不盲目喝彩，能冷静分析。让市场中少一些“逆重力热管”之营销噱头，多一分实打实的性能与品质——如此，方为我们所追求、真正有利于消费者的健康市场，不是吗？
这篇文章到这里就结束了。如果对本文内容与风扇选购有疑惑，随时欢迎与我交流！
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