定義
我們都知道，電子器件的工作溫度直接決定其使用壽命和穩定性。要讓PC各部件的工作溫度保持在合理的範圍內，除了保證PC工作環境的溫度在合理範圍內之外，還必須要對其進行散熱處理。尤其對CPU而言，如果用戶進行了超頻，要保證其穩定地工作更必須有效地散熱。熱傳遞的原理
雖然我們常將熱稱為熱能，但熱從嚴格意義上來說並不能算是一種能量，而只是一種傳遞能量的方式。從微觀來看，區域內分子受到外界能量衝擊後，由能量高的區域分子傳遞至能量低的區域分子，因此在物理界普遍認為能量的傳遞就是熱。當然熱最重要的過程或者形式就是熱的傳遞了。方式
學過中學物理的朋友都知道，熱傳遞主要有三種方式：傳導 : 物質本身或當物質與物質接觸時，能量的傳遞就被稱為熱傳導，這是最普遍的一種熱傳遞方式，由能量較低的粒子和能量較高的粒子直接接觸碰撞來傳遞能量。相對而言，熱傳導方式局限於固體和液體，因為氣體的分子構成並不是很緊密，它們之間能量的傳遞被稱為熱擴散。
熱傳導的基本公式為“Q=K×A×ΔT/ΔL”。其中Q代表為熱量，也就是熱傳導所產生或傳導的熱量；K為材料的熱傳導係數，熱傳導係數類似比熱，但是又與比熱有一些差別，熱傳導係數與比熱成反比，熱傳導係數越高，其比熱的數值也就越低。舉例說明，純銅的熱傳導係數為396.4，而其比熱則為0.39；公式中A代表傳熱的面積(或是兩物體的接觸面積)、ΔT代表兩端的溫度差；ΔL則是兩端的距離。因此，從公式我們就可以發現，熱量傳遞的大小同熱傳導係數、熱傳熱面積成正比，同距離成反比。熱傳遞係數越高、熱傳遞面積越大，傳輸的距離越短，那么熱傳導的能量就越高，也就越容易帶走熱量。
對流 : 對流指的是流體(氣體或液體)與固體表面接觸，造成流體從固體表面將熱帶走的熱傳遞方式。
具體套用到實際來看，熱對流又有兩種不同的情況，即：自然對流和強制對流。自然對流指的是流體運動，成因是溫度差，溫度高的流體密度較低，因此質量輕，相對就會向上運動。相反地，溫度低的流體，密度高，因此向下運動，這種熱傳遞是因為流體受熱之後，或者說存在溫度差之後，產生了熱傳遞的動力；強制對流則是流體受外在的強制驅動（如風扇帶動的空氣流動）,驅動力向什麼地方，流體就向什麼地方運動，因此這種熱對流更有效率和可指向性。
熱對流的公式為“Q=H×A×ΔT”。公式中Q依舊代表熱量，也就是熱對流所帶走的熱量；H為熱對流係數值，A則代表熱對流的有效接觸面積；ΔT代表固體表面與區域流體之間的溫度差。因此熱對流傳遞中，熱量傳遞的數量同熱對流係數、有效接觸面積和溫度差成正比關係；熱對流係數越高、有效接觸面積越大、溫度差越高，所能帶走的熱量也就越多。
輻射 : 熱輻射是一種可以在沒有任何介質的情況下，不需要接觸，就能夠發生熱交換的傳遞方式，也就是說，熱輻射其實就是以波的形式達到熱交換的目的。
既然熱輻射是通過波來進行傳遞的，那么勢必就會有波長、有頻率。不通過介質傳遞就需要的物體的熱吸收率來決定傳遞的效率了，這裡就存在一個熱輻射係數，其值介於0～1之間，是屬於物體的表面特性，而剛體的熱傳導係數則是物體的材料特性。一般的熱輻射的熱傳導公式為“Q =E×S×F×Δ(Ta－Tb)”。公式中Q代表熱輻射所交換的能力，E是物體表面的熱輻射係數。在實際中，當物質為金屬且表面光潔的情況下，熱輻射係數比較小，而把金屬表面進行處理後（比如著色）其表面熱輻射係數值就會提升。塑膠或非金屬類的熱輻射係數值大部分都比較高。S是物體的表面積，F則是輻射熱交換的角度和表面的函式關係，但這裡這個函式比較難以解釋。Δ(Ta－Tb)則是表面a的溫度同表面b之間的溫度差。因此熱輻射係數、物體表面積的大小以及溫度差之間都存在正比關係。
任何散熱器也都會同時使用以上三種熱傳遞方式，只是側重有所不同。以CPU散熱為例，熱由CPU工作不斷地散發出來，通過與其核心緊密接觸的散熱片底座以傳導的方式傳遞到散熱片，然後，到達散熱片的熱量，再通過其他方式如風扇吹動將熱量送走。整個散熱過程包括4個環節：第一是CPU，是熱源產生者；第二是散熱片，是熱的傳導體；第三是風扇，是增加熱傳導和指向熱傳導的媒介；第四就是空氣，這是熱交換的最終流向。
一般說來，依照從散熱器帶走熱量的方式，可以將散熱器分為主動式散熱和被動式散熱。所謂的被動式散熱，是指通過散熱片將熱源如CPU產生的熱量自然散發到空氣中，其散熱的效果與散熱片大小成正比，但因為是自然散發熱量，效果當然大打折扣，常常用在那些對空間沒有要求的設備中，或者用於為發熱量不大的部件散熱，如部分普及型主機板在北橋上也採取被動式散熱。對於個人使用的PC機來說，絕大多數採取主動式散熱方式，主動式散熱就是通過風扇等散熱設備強迫性地將散熱片發出的熱量帶走，其特點是散熱效率高，而且設備體積小。
散熱方式
對主動式散熱，從散熱方式上細分，可以分為吸流散熱、風冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導體製冷、化學製冷等等。吸流散熱
吸流散熱技術是在傳統散熱技術傳導散熱、對流散熱基礎上衍生而來，安防領域的喬安科技研發團隊不懈努力研發出來，吸流散熱技術 套用在安防監控設備散熱上，提升
吸流散熱攝像頭風冷
風冷散熱是最常見的散熱方式，相比較而言，也是較廉價的方式。風冷散熱從實質上講就是使用風扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低，安裝方便等優點。但對環境依賴比較高，例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。液冷
液冷散熱是通過液體在泵的帶動下強制循環帶走散熱器的熱量，與風冷相比，具有安靜、降溫穩定、對環境依賴小等等優點。液冷的價格相對較高，而且安裝也相對麻煩一些。同時安裝時儘量按照說明書指導的方法安裝才能獲得最佳的散熱效果。出於成本及易用性的考慮，液冷散熱通常採用水做為導熱液體，因此液冷散熱器也常常被稱為水冷散熱器。
熱管
熱管屬於一種傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質，通過在全封閉真空管內的液體的蒸發與凝結來傳遞熱量，具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優點，並且由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小等優點。其導熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導熱能力。真空腔均熱板散熱技術
真空腔均熱板技術從原理上類似於熱管，但在傳導方式上有所區別。熱管為一維線性熱傳導，而真空腔均熱板中的熱量則是在一個二維的面上傳導，因此效率更高。具體來說，真空腔底部的液體在吸收晶片熱量後，蒸發擴散至真空腔內，將熱量傳導至散熱鰭片上，隨後冷凝為液體回到底部。這種類似冰櫃空調的蒸發、冷凝過程在真空腔內快速循環，實現了相當高的散熱效率。 藍寶石Vapor-X 真空腔均熱板是市場可以見到的產品，有基於GPU和基於CPU兩種類型。雙壓電冷卻噴射
美國通用電氣GE公司日前公布了一種突破性散熱技術，其體積堪比信用卡，可用於下一代超薄平板、筆記本之中。這種散熱器名為DCJ（Dual Piezoelectric Cooling Jets，雙壓電冷卻噴射），可以理解為一個向電子設備噴射高速空氣的微流風箱，DCJ發出的湍動空氣相比常規的對流空氣10倍提升了熱交換速率。 與現有的散熱設備相比，DCJ散熱器的厚度只有4mm，減少了50%，而功耗只需有風扇散熱器的一半，另外其簡潔的架構相比傳統散熱器也有著更高的可靠性及可維護性。桑迪亞散熱器（空氣軸承熱交換器）
這種“桑迪亞散熱器”(Sandia Cooler)又叫做“空氣軸承熱交換器”(Air Bearing Heat Exchanger)，最大特點就是讓靜止不動的散熱片高速轉了起來。傳統CPU散熱器中最大的熱交換瓶頸就是附著在散熱片上的死氣(dead air)邊界層，而在桑迪亞散熱器中，熱量通過一個厚度僅僅0.001英寸(25微米)的狹窄空隙從靜止不動的底座上高效轉移到鏇轉的散熱片結構上。包裹著散熱片的空氣靜止邊界層有著強大的離心泵效應，使得邊界厚度只有普通情況下的十分之一，從而在更小的空間內顯著提升散熱效率。高速鏇轉的熱交換散熱片也基本不存在“藏污納垢”的問題，不會像傳統散熱器那樣隨著時間的流逝積攢一堆難以清除的灰塵。另外，散熱片切割空氣的方式也經過了重新設計，從而大大提升空氣動力效率，噪音極低。半導體製冷
半導體製冷就是利用一種特製的半導體製冷片在通電時產生溫差來製冷，只要高溫端的熱量能有效的散發掉，則低溫端就不斷的被冷卻。在每個半導體顆粒上都產生溫差，一個製冷片由幾十個這樣的顆粒串聯而成，從而在製冷片的兩個表面形成一個溫差。利用這種溫差現象，配合風冷/水冷對高溫端進行降溫，能得到優秀的散熱效果。半導體製冷具有製冷溫度低、可靠性高等優點，冷麵溫度可以達到零下10℃以下，但是成本太高，而且可能會因溫度過低導致CPU結露造成短路，而且半導體製冷片的工藝也不成熟，不夠實用。
化學製冷
所謂化學製冷，就是使用一些超低溫化學物質，利用它們在融化的時候吸收大量的熱量來降低溫度。這方面以使用乾冰和液氮較為常見。比如使用乾冰可以將溫度降低到零下20℃以下，還有一些更“變態”的玩家利用液氮將CPU溫度降到零下100℃以下（理論上），當然由於價格昂貴和持續時間太短，這個方法多見於實驗室或極端的超頻愛好者。提高散熱片的熱傳導能力 無論採取哪種散熱方式，都要首先解決如何高效地將熱量從熱源如CPU快速轉移到散熱本體上的問題，如對風冷散熱而言，其需要將CPU產生的熱量以熱傳導轉移到散熱片，然後由風扇高速轉動將絕大部分熱量通過對流(包括強制對流和自然對流)的方式帶走；對液冷散熱同樣如此。在這個過程中，輻射方式直接散發的熱量是極少的，而起決定作用的則是第一步，提高熱傳導的效率，將熱量帶離熱源。
要提高熱傳導的效率，根據“Q=K×A×ΔT/ΔL”的公式，熱傳導能力與散熱片的熱傳導係數、接觸面積和溫差成正比，與結合距離成反比。我們下面逐一對此進行探討。
散熱器材質 註：在此部分我們所討論是與散熱器傳導能力有關的部分，即一般意義上的散熱器底座，而非整個散熱器。尤其在探討風冷散熱時這比較容易混淆，因為對風冷而言其底座與鰭片大多為一體，但這二者所承擔的功能與技術實現是完全不同的：散熱片的底座是與CPU接觸，其功能在於吸收熱量並將其傳導到具有高熱容量導體即鰭片，而鰭片則是傳導過程的終點，通過巨大的散熱面積與空氣進行熱交換，最終將熱量散失到空氣中，這是兩個相互獨立的部分，當然，如何恰當地將二者結合起來便是廠商的功力所地了。
CPU的Die通常不到2平方厘米，但功耗卻達到幾十、上百瓦，如果不能及時將熱量傳導出去，熱量一旦在Die中積聚，將會導致嚴重的後果。
對散熱器來說，最重要的是其底座能夠在短時間內能儘可能多的吸收CPU釋放的熱量，即瞬間吸熱能力，這隻有具備高熱傳導係數的金屬才能勝任。對於金屬導熱材料而言，比熱和熱傳導係數是兩個重要的參數。
