CPU がより強力になるにつれて、熱負荷が増加し、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、優れた熱伝導率、低沸点、効率的な相変化特性により、プロセッサ内の高熱流束を管理する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、冷たさと熱衝撃の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たためです。-55°Cの環境で垂直に使用すると、底に溜まった液体の水が急速に凍結し、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が「活性」を失い、熱が蓄積し、チップが焼損することさえあることがわかっています。
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被削材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仕組み
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装置です。CPU冷却に使用する場合:
1. 蒸発部(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蒸発します。
○ アセトンは沸点が低い(56°C)ため、急速に気化し、大量の熱を吸収します。
2. 蒸気輸送
○圧力差により蒸気が冷却側(凝縮器部)に移動します。
3. 凝縮部(冷却フィン/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。
○芯構造における毛細管現象により、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) 下での冷却が向上します。
● コンパクトな設計との互換性 – 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 ファクター PC に適しています。
CPU冷却への応用
● デスクトップ PC およびワークステーション – 高 TDP (熱設計電力) CPU (Intel Core i9、AMD Ryzen 9 など) の冷却を強化します。
● ゲーミング ラップトップ – 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ルを軽減します。
● オーバークロック システム – 極端な熱負荷下でも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におけるエネルギー効率を向上させます。
今後の展開
ハイブリッド冷却システム– アセトンヒートパイプと液体冷却またはベイパーチャンバーを組み合わせて極限の冷却を実現します。
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ます。
高度な芯構造– 焼結金属またはグラフェンの芯を最適化して、流体の戻りを高速化します。
アセトンヒートパイプは、高効率、軽量、応答性の高い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は存在しますが、材料と設計に関する継続的な研究により、その実行可能性が向上し続けています。CPU の電力需要が高まるにつれ、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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