手機散熱的本質,是通過石墨、導熱凝膠、液冷銅管/VC均熱板等高導熱材料,迅速將手機內局部的熱量擴散開來,均攤到整個手機上,進而傳導到外界。但手機作為重度手持設備,在性能日益強勁的今天,如何兼顧高導熱性能與溫和不燙手表面手感,就成了每一款手機研發的必修課。
小米11采用了目前最頂級的手機散熱材料,不僅擁有大面積液冷VC均熱板,屏幕、音腔、主板等主要發熱區域還覆蓋了大量石墨、銅箔、導熱凝膠等組成立體散熱系統。但此次小米11沒有僅僅滿足于這些散熱堆料,更在散熱路徑的優化上更進一步,采用全新的隔熱材料——納米氣凝膠。通過“一疏一堵”的組合拳,讓散熱過程中的熱傳遞更合理,高效散熱的同時手感溫和不燙手。
反彈琵琶有奇效!為什么需要一疏一堵?
消費者普遍認為,手機散熱只要簡單的導熱足夠好就可以。其實手機的發熱量是相對恒定、相對不可調整的,但熱傳遞的路徑是可以通過熱設計進行優化。在手機內部,Z軸的空間最短,X軸空間較長,Y軸空間最充裕,在輕薄手機上Z軸的空間更加局促。
如果只是無腦加速熱傳遞,局部熱量沿Z軸方向快速傳遞到手機表面,只會讓手機摸起來更燙手,造成手機發熱嚴重的錯覺。削減甚至隔斷Z軸空間的熱傳導能力,讓局部元器件發熱更多向X軸和Y軸的方向傳導,就能做到迅速散熱的同時,還兼顧觸摸手感。
小米11嘗試了全新的隔熱材料納米氣凝膠,隔斷了手機發熱沿Z軸的傳導通道,阻斷了內部熱源與手機表面之間的傳遞路徑,阻隔的這部分熱量,通過小米11內部的頂級立體散熱系統在X軸和Y軸傳導,這樣既解決了局部發熱的問題保證芯片的正常工作,又避免了局部的單點發熱還沒來得及均熱,就過早被手掌感知。
來自羽絨服的靈感!納米氣凝膠是如何隔絕熱量的?
寒冷的冬天如何有效保暖,大多數人第一時間會想到羽絨服。羽絨服內部結構蓬松,保留了大量空氣間隙。因為空氣的導熱率低,厚厚的空氣層維持了寒冬中人體表面的溫度。
小米11所采用的納米氣凝膠類似于羽絨服的隔熱原理,納米氣凝膠內部是以二氧化硅為主的有機分子骨架,可以將空氣包裹在骨架的空腔中,空氣含量高達97%以上,就像一個微型的羽絨服。空氣層導熱率極低,能夠提供很好的隔熱能力。而且輕薄的結構特性,也讓納米氣凝膠擁有極佳的隔熱性能的同時,也滿足了手機輕薄的需求。
這種材料也曾在航天器、空間站上大量應用。為在太空中應對巨大的溫差,維持太空艙內的溫度,這種性能好且輕便的隔熱材料成為了最佳選擇。
納米氣凝膠的研發和嘗試并不順利。從最初的概念提出到論證檢驗,小米的工程師不斷的探索、試驗、失敗,改進、再試驗,最終成功突破技術難關。小米11頂級的立體散熱系統配合納米氣凝膠“一疏一堵”的獨特散熱方案,可以讓用戶無論是游戲還是視頻,都能安心使用無需擔心發熱問題。