铜或铝散热器？

买铜或铝的散热片会更好？铝没有什么铜？我知道它更贵且更重，那么铜的优点是什么？

编辑：有关应用程序的更多详细信息。我需要散热片用于TEG珀尔帖模块。能量的来源仅仅是手的热量，来自热的一面。为防止其中和珀尔帖的两面，我使用散热器冷却另一面。因此，我需要最强大的散热器，以便珀耳帖将产生更长的电压。

您从上述用户那里得到了很多很好的信息！请考虑我的回答对您已有的建议的重要补充：

与您为散热器选择的材料一样，热界面材料（TIM）的重要性和作用甚至更大！我是根据经验说出来的，并亲自测试了数十种类型和种类的界面材料。您的预算，附件方法和其他设计性能参数可能会缩小您对特定类型TIM的选择范围。例如：糊剂需要将散热器机械固定，而粘合剂则不需要。有些材料杂乱无章且难以使用，但性能良好，有些材料的性能几乎毫无价值，可能会或可能不会易于使用。

我非常有信心地说，与使用铜或铝相比，使用的TIM更容易起更多作用。并非在每种情况下，但性能差异可能令人惊讶。

为CPU /散热器寻找流行且经过严格审查的材料可以为您提供一些不错的选择。

祝好运！

铜具有更好的导热性。

铝$\mathrm{ 200 \frac {W} {m\cdot K} }$
铜-$\mathrm{ 400 \frac {W} {m\cdot K} }$
（从这里，也这里）

但是，固体材料中的导热性只是故事的一部分。故事的其余部分取决于人们想将热量转移到哪里。

液体冷却剂

铜散热片（也可以称为传热块）的性能要优于铝。

强制对流空气

换句话说，有一个风扇吹到散热器上。铜散热器的性能将优于铝。

自然对流空气

我把最好的留了下来。看起来也属于OP的情况。

使用自然对流空气时，铜散热器的性能（以°C / W计）仅比铝略微好¹倍。这是因为瓶颈不在金属转移中。当空气自然对流时，瓶颈就在于金属和空气之间的传递，铝和铜也一样。

¹ _{我可能还要补充一点，边际增加通常不值铜的成本。}

该曲线说明了传热和材料导热系数之间的非线性关系。曲线是通用的。它适用于同时具有热传导和对流成分的所有应用。[辐射通常很小，在此计算中将被忽略。]曲线的形状是相同的，与应用无关。轴上的定量值未显示，因为它们取决于功率，零件尺寸和对流冷却条件。它们对于任何给定的应用程序和条件集都是固定的。从曲线的形状可以明显看出，传热取决于材料的热导率，但是在曲线上还有一个拐点，即拐点，导热率的提高对传热的改善可忽略不计。
（来源，重点是不适用）

菲尔（Phil）已经链接了ECN文章，该文章比较了空气中的铝和铜与自然对流。这是另一种看法：如果将铝与导热率较低的材料（与铜不同）进行比较会怎样？有一家制造导热塑料的公司。它有$\mathrm{20 \frac {W} {m\cdot K} }$ 导电性，但是这是一个很大的塑料。他们已经将其与自然对流的空气中的铝作为基准。

E2是塑料（来源）

这是一个复杂的问题，有很多因素。让我们看一些物理特性：

• $\mathrm{W \over m\cdot K}$
  • 铜：400
  • 铝：235
• $\mathrm{J \over cm^3 \cdot K }$
  • 铜：3.45
  • 铝：2.42
• $\mathrm{g \over cm^3}$
  • 铜：8.96
  • 铝：2.7
• $\mathrm V$
  • 铜：-0.35
  • 铝：-0.95

这些属性是什么意思？对于以下所有比较，请考虑两种几何形状相同的材料。

铜的较高的热导率意味着散热器上的温度将更加均匀。这是有利的，因为散热器的末端将更热（并因此更有效地辐射），并且附着在热负荷上的热点将更冷。

铜的体积热容量较高，这意味着将需要更多的能量来提高散热器的温度。这意味着铜能够更有效地“消除”热负荷。这可能意味着短暂的热负荷会导致较低的峰值温度。

铜的较高密度使其明显变重。

如果需要考虑电化腐蚀，则材料的不同阳极指数可能会使一种材料更有利。哪种更有利取决于其他哪些金属与散热器接触。

基于这些物理性质，铜在每种情况下似乎都具有出色的热性能。但是，这如何转化为实际表现呢？我们不仅要考虑散热器材料，还要考虑这种材料如何与周围环境相互作用。散热器与其周围环境（通常是空气）之间的界面非常重要。此外，散热器的特定几何形状也很重要。我们必须考虑所有这些事情。

Michael Haskell 进行的一项研究，比较不同散热器材料对冷却性能的影响，对相同几何形状的铝，铜和石墨泡沫散热器进行了一些经验和计算测试。我可以粗略地简化调查结果：（并且我将忽略石墨泡沫散热器）

对于测试的特定几何形状，铝和铜的性能非常相似，而铜要好一些。让您了解一下，在气流为1.5 m / s的情况下，铜从加热器到空气的热阻为1.637 K / W，而铝为1.677。这些数字是如此接近，以致难以证明铜的额外成本和重量是合理的。

与散热器相比，随着散热器变大，由于其较高的导热性，铜在铝上获得了优势。这是因为铜能够保持更均匀的热量分布，更有效地将热量散发到末端，并更有效地利用整个辐射区域。同一项研究针对大型CPU冷却器进行了计算研究，得出的铜的热阻为0.57 K / W，铝的热阻为0.69 K / W。

铜的热导率几乎比铝高60％。这意味着铜散热器比铝散热器更有效地散热。

选择哪种解决方案是一个折衷的问题：铝制散热器更便宜，更轻，因此通用设计的首选。但是，必须在很小的空间内散发大量热量的地方，铜可能是首选。

但是，在不知道特定应用和散热器必须适应的特定设计的其他限制的情况下，不可能在两种材料之间进行绝对比较。

还有其他要牢记的因素（包括散热器必须“居住”的环境）。

铜能够进行更好的热比铝的，但热源和散热片，并且还散热器和“外部世界”之间的热耦合应予以考虑。

例如，散热器是否通过小散热片与自由空气耦合？还是与某种在管道中流动的液体冷却剂耦合？对流参与排热过程，还是热辐射是主要机理（极端情况下，请考虑使用太空探测器）。环境是否可能引起腐蚀（水下设备；某些化学反应器内部的设备）？某些合金比其他合金更能抵抗某些类型的腐蚀。

根据合金的不同，铜的导热系数约为铝的50％到两倍，因此，对于给定的性能，铜散热器的尺寸可以是铝的一半。

但是，铜比铝贵得多，并且制造起来有点困难，因此生产成本更高。在某些情况下，较小的尺寸值得支付。