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CPUの高性能化が進むと、熱負荷が増加するため、高度な冷却ソリューションが必要になります。アセトンヒートパイプは、その優れた熱伝導率、低沸点、および効率的な相変化特性により、プロセッサの高熱流束を管理するための効果的な方法として浮上しています。
非常に過酷な条件下では、冷熱衝撃試験によりヒートパイプが膨張することがわかりましたが、これは従来のヒートパイプが純水を使用しているためです。-55°Cの環境で製品を垂直に使用すると、底に溜まった液体の水が急速に凍結して体積が膨張し、ヒートパイプが膨張します。同時に、水は0度で凍結し、凍結するとヒートパイプの「活動」が失われ、熱が蓄積し、チップが燃え尽きることもわかっています。
上記の問題を解決するために、パイオニアサーマルは、ヒートシンクヒートパイプ内のヒートパイプ作動流体として水の代わりにアセトンを使用する低温耐性ヒートパイプヒートシンク設計を顧客に提供し、非常に低い周囲温度でのワーク材料の着氷を効果的に回避し、冷却システムを保護します。 モジュールと全体的な設計を損傷から。
アセトンヒートパイプのしくみ
ヒートパイプは、作動流体の蒸発と凝縮に依存する受動的な二相熱伝達デバイスです。CPU の冷却に使用する場合:
1.蒸発セクション(ホットサイド– CPU接点)
○CPUからの熱により、ヒートパイプ内のアセトンが気化します。
○アセトンの低沸点(56°C)により、大量の熱を吸収して急速に気化します。
2.蒸気輸送
○ 蒸気は圧力差によりクーラーエンド(コンデンサー部)に移動します。
3. 結露部(クーリングフィン/ラジエーター)
○アセトン蒸気は熱を放出し、凝縮して液体に戻ります。
○芯構造の毛細管現象により、液体が蒸発ゾーンに戻り、サイクルが完了します。
CPUヒートパイプにおけるアセトンの利点
●高い熱伝達効率–アセトンの気化潜熱(25°Cで538 kJ / kg)により、効率的な熱吸収が可能になります。
● 低沸点 – 60〜90°Cで動作する最新のCPUの冷却に最適です。
●軽量で非腐食性 – 水とは異なり、アセトンは銅やアルミニウムのヒートパイプを腐食しません。
● 高速熱応答 – アセトンの低粘度により、迅速な循環が保証され、動的負荷 (ゲーム、レンダリングなど) での冷却が向上します。
● コンパクト設計との互換性 – スペースが限られているラップトップ CPU やスモール フォーム ファクタ PC に適しています。
CPU冷却のアプリケーション
● デスクトップPCおよびワークステーション – 高TDP(Thermal Design Power)CPU(Intel Core i9、AMD Ryzen 9など)の冷却を強化します。
● ゲーミングノートパソコン – 限られたスペースで効率的に熱を放散することで、スロットリングを削減します。
● オーバークロックシステム – 極端な熱負荷の下で安定した冷却を提供します。
● サーバおよびデータセンター CPU – 高密度コンピューティング環境でのエネルギー効率を向上させます。
今後の展開
ハイブリッドクーリングシステム –アセトンヒートパイプを液体冷却または蒸気チャンバーと組み合わせて、極端な冷却を実現します。
ナノ流体の強化 – アセトンにナノ粒子を添加して熱伝導率を向上させる。
高度なウィック構造 – 焼結金属またはグラフェン芯を最適化して、流体のリターンを高速化します。
アセトンヒートパイプは、高効率、軽量、応答性に優れています 冷却ソリューション 最新のCPU、特に高性能でコンパクトなシステムに適しています。可燃性や圧力管理などの課題が存在する一方で、材料と設計に関する継続的な研究により、その実行可能性は向上し続けています。CPUの電力需要が高まる中、アセトンベースのヒートパイプは、次世代の熱管理において重要な役割を果たす可能性があります。
- アセトンヒートパイプ
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