◘◘◘ [سعياً للمعرفة]= المشتت الحراري = [Heat sink] ◘◘◘

[القـ{الطموح}ـمر]

المشتت الحراري هو مصطلح للمكون الذي ينقل الحرارة المتولدة داخل الشيء الصلب أو السائل، مثل الهواء أو الأشياء السائلة التي تزداد حرارتها. وكأمثلة أخرى هي المبادلات الحرارية المستخدمة في أنظمة التبريد وتكييف الهواء المبرد. تتواجد في السيارة، كما تساعد أيضا في تبريد الأجهزة الالكترونية والأجهزة البصرية كالليزر.

تم تصميم مشتت الحرارة بطرق عدة ومختلفة لزيادة مساحة التبريد بإستخدام الهواء القريب منه.

وهو عبارة عن قطعة من المعدن تصنع من مادة الألمنيوم أو النحاس أو في بعض الأحيان دمج (خليط) من المعدنين. مهمته الأساسية هي التخلص من الحرارة التي يولدها الشيء الصلب. إذا لم يتم التخلص من هذه الحرارة فإنها تؤدي إلى مشاكل كبيرة ومعظم النتائج تنتهي بحرق تلك المادة الصلبة كمعالجات الحاسب مثلاً أو وحدات معالجة الرسوميات.

لفهم مبدأ المشتت الحراري، فلنذهب الى قانون فورييه للتوصيل الحراري. كان جوزيف فورييه عالم رياضيات فرنسي و قد قدم مساهمات مهمة في العلاج التحليلي لتوصيل الحرارة. قانون فورييه للتوصيل الحراري تبين أنه عندما يكون هناك تدرج حراري في درجة حرارة الجسم، فإن الحرارة ستنتقل من المنطقة الساخنة إلى المنطقة الباردة. المعدل الذي يتم نقل الحرارة فيه عن طريق التوصيل qk متناسب مع منتج تدرج الحرارة والمساحة المقطعة التي من خلالها يتم نقل الحرارة.




المساحة المقطعة

مروحة لتبريد المشتت الحراري على المعالج في جهاز كمبيوتر. وعلى اليمين مشتت حراري صغير لتبريد قطع أخرى.



ثلاث أنواع مختلفة من المشتت الحراري


طريقتان مختلفتان لكيفية ربط المشتت الحراري. على اليسار تسمى (maxiGRIP) وعلى اليمين (Talon Clip)




يبين الرسم كيفية عمل المشتت

حيث أن الحرارة المنبعثة من المعالج هي باللون الأحمر و الهواء الذي يتم ضخه من المروحة باللون الأزرق نستخلص مما سبق أن المشتت هو العنصر الأهم في عملية التبريد. في المعالجات القديمة كان يتم الاعتماد على المشتت فقط بدون أي وسيلة تبريد إضافية، و لكن مع تطور المعالجات و ازدياد سرعتها و ترددها أصبح من الضروري تزويد المشتت بوسيلة مساعدة لتبريده، فتم تزويد المشتت بالمراوح.

و تعتمد كفاءة نقل الحرارة من المعالج إلى المشتت إلى الهواء الخارجي على المعدن المصنوع منه المشتت

لذلك عندما نريد أن نشتري مشتت حراري علينا أن نراعي ما يلي:
المعدن المصنوع منه المشتت
شدة صقل قاعدة المشتت
حجم المشتت الخارجي

ذكرنا سابقاً أنه تم الاستعانة بالمعجون الحراري ليقوم بملء الفراغات و الشقوق بين قاعدة المشتت و سطح المعالج، و ذلك اعتماداً على درجة صقل المعدن، بحيث يؤمن أفضل تلامس بين سطح المعالج و قاعدة المشتت، و يؤمن بالتالي نقل أمثل للحرارة من المعالج إلى المشتت. هذا المعجون مكون من مواد معدل التبادل الحراري فيها عالي، حيث توضع بين سطح المعالج الذي يصدر الحرارة وبين المشتت. مهمتها نقل الحرارة من السطح الساخن إلى السطح البارد ثم إعادة البرودة إلى سطح المعالج حتى يتم تبريده



وطريقة وضعه هي بوضع نقطة بحجم حبة الأرز، أو خط في وسط المعالج، ثم تركيب المشتت فوق المعالج.

ويراعى عدم تحريكه كثيراً حتى لا يدخل الهواء بين المعجون والمعالج فلا يؤدي عمله بالشكل المطلوب. وإذا استعملت نوعية جيدة من هذا المعجون لا شك أنها ستدعم أفضل أداء ممكن في عملية التوصيل، وللتخفيف على المستخدمين أصبح كثير من مصنعي المشتتات الحرارية يضعون ما يشبه المعجون الحراري في المعمل على قاعدة المشتت، وهو ما يسمى بالقاعدة الحرارية Thermal Pad ، والمشتتات الرخيصة غالباً ما تحتوي هذه المادة الرمادية المكونة من الرصاص والجرافيت.

لاحظ المنطقة الرمادية

يحتوي المعجون على واحد أو أكثر من المواد الموصلة للحرارة:

• معجون سيراميكي: وهو عبارة عن بودرة السيراميك مذابة في مادة سيلكونية سائلة أو جيلاتينية(Silicone). أهم المواد السيراميكية المستخدمة هينيترات الألومينيوم وأكسيد الألومينيوم وأكسيد الزنك وثاني أكسيد السليكون. وهذا المعجون هو موصل جيد للحرارة، ولون هذا المعالج أبيض مثل لون بودرة السيراميك.

• معجون معدني : وهو يحتوي على حبيبات من معادن صلبة مثل الفضة أو الألمنيوم، وهذا المعجون موصل للحرارة بشكل أفضل من المعجون السيراميكي ولكنه أغلى ثمناً، ما يعيبه أنه موصل للتيار الكهربائي، و لذلك يجب الحذر عند استعماله بحيث لا يتسرب خارج قاعدة المشتت.

• معجون كربوني : وهو يتكون من موصلات كربونية مثل بودرة الألماس أو ألياف الكربون، و هذا المعجون هو الأفضل ولكنه أيضا الأغلى ثمناً.

• معجون من المعدن السائل : ويكون من معدن سائل مثل الجاليوم ولكنه نادر وباهظ الثمن.

ونذكركم بأن ماحظاتكم وإستفساراتكم وإقتراحاتكم تهمنا لأقصي درجــة ..
وتستطيعون تبليغها إيانا بأي طريقة من الطرق الآتية :

الترجمة: MeGa & kogerblack
تدقيق: -
تصميم: Hope Tear
نشر ويكيبيديا: MeGa
نشر مسومس: القـ{الطموح}ـمر

[MeGa]

شكراً شكراً
تم التقييم وخمس نجوم ونشر للفيسبوك وزر الشكر اكيد

[_MasterPiece]

وعليكم أفضل السلام،

والله من أحد المقالات المهمة جدًا! فقبل ثلاثة أعوام كنت قد فتحت حاسوبي وركب الفضول رأسي فأبعدت المشتت عن مكانه ولما رأيت هذه البقعة قلت في نفسي كيف نسي الأغبياء الشحم هنا فأزلته! فبعدها وصلت حرارة المعالج إلى فوق الـ 90% عند بدء التشغيل +_+

شكرًا لمن عمل على هذه المقالة.

[القـ{الطموح}ـمر]

MeGa
بل أنتم من يستحق الشكر
بارك الله فيك

وعليكم أفضل السلام،

والله من أحد المقالات المهمة جدًا! فقبل ثلاثة أعوام كنت قد فتحت حاسوبي وركب الفضول رأسي فأبعدت المشتت عن مكانه ولما رأيت هذه البقعة قلت في نفسي كيف نسي الأغبياء الشحم هنا فأزلته! فبعدها وصلت حرارة المعالج إلى فوق الـ 90% عند بدء التشغيل +_+

شكرًا لمن عمل على هذه المقالة.

يبدو أنك تهورت قليلاً،
على العموم، لا بأس فبعضٌ من التهور سيعلمك الكثير >رغم أنه قد يجعلنا نندم لاحقاً ><
وفقك الله و رعاك

[beautiful bird]

شكرا على المعلومات القيمة ...
بيوتي