Thường thì bạn sẽ thấy các lá tản nhiệt luôn làm bằng nhôm chứ không phải đồng. Trong khi đó thì ai cũng biết đồng có chỉ số dẫn nhiệt cao hơn nhôm rất nhiều (380 so với 247 W/mK). Tại sao vậy? Chẳng phải trong công nghệ tản nhiệt thì vật liệu dẫn nhiệt tốt nên được ưu tiên sao?

Đúng là công nghệ tản nhiệt thường sẽ ưu tiên các loại vật liệu có tính dẫn nhiệt tốt hơn. Tuy nhiên tính dẫn nhiệt không phải là tất cả, vẫn còn hàng tá lý do để các kỹ sư cân nhắc việc chọn nhôm thay vì đồng để làm các lá tản nhiệt. và 3 nguyên nhân lớn nhất trong đó sẽ được chúng ta tìm hiểu ngay sau đây. Bắt đầu với vấn đề độ bền trong không khí nhé.

Độ bền trong không khí

Sự oxi hóa của kim loại luôn là vấn đề đối với các kỹ sư cơ khí nói chung và các kỹ sư tản nhiệt nói riêng. Nó không chỉ làm giảm tính thẩm mỹ mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc của các chi tiết cơ khí. Đồng thì bền đấy nhưng nó lại khá mong manh trong không khí, nhất là không khí ẩm. Khi bị oxy hóa, đồng sẽ tạo thành những mảng rỉ sét lớn màu xanh lá, gây mất thẩm mỹ và tạo thành một lớp cách nhiệt, khiến cho việc khuếch tán nhiệt vào không khí kém hiệu quả đi, từ đó làm giảm hiệu suất tản nhiệt. Nếu lấy đồng làm lá tản và để nó tiếp xúc với không khí liên tục thì sẽ rất nhanh bị xuống cấp, mất thẩm mỹ và suy giảm hiệu năng.

Đối với nhôm thì câu chuyện lại khác. Nhôm ở dạng kim loại là một chất hoạt động hóa học mạnh mới oxy. Khi tiếp xúc với oxy trong không khí, nhôm sẽ hình thành một lớp nhôm oxit mỏng nhưng rất vững chắc trên bề mặt, ngăn không cho không khí tiếp tục thẩm thấu qua và tác dụng thêm nữa. Mặc dù lớp oxit nhôm này là một chất cách nhiệt tốt nhưng nó lại rất mỏng nên không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất tản nhiệt. Ngược lại, nhờ lớp nhôm oxit này mà nhôm trở nên rất bền trong không khí.

Vì thế cho nên đối với một dàn tản nhiệt khí thông thường, bạn sẽ chỉ thấy những vết ố màu xanh lá trên các ống đồng mà thôi, nhôm thì có thể nó sẽ mờ đi một chút do lớp nhôm oxit nhưng nhìn chung vẫn sống mãi với thời gian. Đối với những dàn tản nhiệt cao cấp hơn thì người ta có thể mẹ thêm 1 lớp niken bên ngoài nữa để chống oxy hóa cho các ống đồng. Nếu để ý một chút thì sẽ thấy tất cả những con tản khí thuộc hàng top đều phải có ống đồng mạ niken.

Nhưng mà khoan, nếu niken có thể giải quyết được vấn đề độ bền trong không khí thì tại sao người ta lại không làm các lá tản nhiệt bằng đồng rồi mạ niken nhỉ? Để trả lời được câu hỏi này, chúng ta cần đến với vấn đề tiếp theo – Khối lượng.

Vấn đề khối lượng

Đồng có khối lượng riêng của đồng là 8,96 g/cm³, nhôm thì chỉ có 2.7g/cm³ thôi. Tức là nếu dùng một khối vật liệu có kích thước ngang nhau thì đồng sẽ nặng gấp 3.3 lần nhôm. Anh em nào đã từng gắn mấy con tản khí cỡ bự vào mainboard thì sẽ thấy nó tạo sức ép lên mainboard lớn như thế nào. Đối với các dòng main phổ thông thì bảng mạnh của main sẽ luôn bị uốn thành một độ cong nhất định (nhỏ thôi nhưng luôn có) khi bạn gắn tản lớn lên. Vấn đề này có thể được khắc phục phần nào đối với những chiếc main có backplate. Tuy nhiên đó là những con main thuộc hàng top và siêu đắt đỏ.

Đây mới chỉ là nói về một bộ tản khí với các lá tản bằng nhôm thôi. Còn nếu làm full đồng thì mọi chuyện sẽ còn đi xa hơn nữa. Và mình nghĩ sẽ chẳng có ai dám mua một cái tản có thể làm cong hay thậm chí vỡ luôn cả mainboard của mình đâu.

Giá thành

Điều cuối cùng mình muốn nói đến ở đây là vấn đề giá thành. Việc sản xuất các lá tản nhiệt nhôm sẽ có giá thành rẻ hơn rất nhiều so với làm các lá tản bằng đồng. Việc này là do 3 yếu tố chính sau đây

  • Thứ nhất: Nhôm rẻ hơn đồng
  • Thứ 2: Nhôm mềm hơn đồng nên dễ gia công hơn. Từ đó chi phí gia công cũng giảm
  • Thứ 3: Nhôm có bản chất chống ăn mòn tốt nên người ta không phải mất thêm công đoạn tạo lớp phủ cho nhôm. Giảm được 1 công đoạn là giảm thêm một phần chi phí và vật liệu gia công nữa

Tổng kết

Đồng có thể dẫn nhiệt tốt hơn nhôm nhưng nó không hề lý tưởng để được mang ra làm các lá tản nhiệt. Thay vào đó thì nhôm lại thích hợp hơn rất nhiều. Thế nên nó mới trở thành vật liệu được ưu tiên hàng đầu trong ngành công nghiệp sản xuất tản nhiệt, không chỉ trên các dàn tản khí của PC mà còn rất nhiều những thiết bị khác nữa. Đồng để làm các ống dẫn nhiệt và các lá tản nhiệt bằng nhôm để khuếch tán lượng nhiệt đó ra ngoài không khí, chúng kết hợp với nhau, tạo nên quy chuẩn cho những bộ tản nhiệt khí mà chúng ta vẫn thấy ngày nay.