“PBT”“玻璃纖維”“液晶聚合物”“LCP材料”………這些玄乎其玄的材料名詞令人暈頭轉向。而當它們出現(xiàn)在風扇的介紹中時，總少不了“工業(yè)級高強度”等溢美之詞。

所謂“工業(yè)級高強度”，僅僅是讓風扇更耐沖擊、不容易因外力損壞的字面意義而已嗎？你是否了解這些材料各有什么特性，又各自有何種優(yōu)勢呢？以及，究竟是哪一款材料制成的風扇，綜合性能最好呢？

在這篇文章里，我們就將初步講解風扇材料的特性，以及各種材料的優(yōu)勢。希望能解開你的疑惑。

要探討材料對風扇性能的影響，就要先從框與葉的那小小的間隙說起……

失之毫厘，差之千里

顧名思義，“框葉間距”，抑或“尖端間隙”，指的是風扇的扇葉末端與內邊框的距離。它對風扇的性能有著相當大的影響，有時甚至能夠超越扇葉本身。

而令葉框間距起決定性作用的因素，正藏在“框”與“葉”之間。在風扇轉動時，扇框與扇葉間微小的間隙會泄露一些氣流。這些泄露的氣流在附近產(chǎn)生渦流，造成所謂“尖端泄露”。

渦流所產(chǎn)生的位置正是扇葉末端，而對我們所使用的散熱風扇而言，扇葉末端的線速度最大，因而對性能的影響也最高。泄露的氣流量越多，產(chǎn)生的渦流也越多，風扇的效率愈發(fā)明顯地下降，產(chǎn)生的噪音越來越劇烈地增加。

“失之毫厘，差之千里”。根據(jù)追風者的說法，在散熱器與冷排上，葉框間距每縮小0.1mm，CPU溫度便會下降1-2℃?？蛉~間距的重要性可見一斑。也正因此，在強調性能的風扇上，往往會不遺余力地壓縮葉框間距。

但是，由于材料能力的局限性，壓縮葉框間距會遇到相當大的困難，甚至會有些“吃力不討好”。

葉框間距的挑戰(zhàn)

在較高的轉速下，風扇的扇葉末端會承受不小的離心力。它們會讓扇葉的直徑略微變大，縮小扇葉與扇框之間的間隙。風扇的轉速越高，離心力的作用就越明顯。

盡管這一變化造成的影響非常細微，通常不足1mm，在用戶眼中常?？梢院鲆暋５珜τ陲L扇設計而言，這是一項巨大的挑戰(zhàn)。

當扇葉形變量大于框葉間距時，扇葉與扇框間發(fā)生剮蹭，嚴重的“掃膛”現(xiàn)象就此發(fā)生。掃膛產(chǎn)生的噪音極為刺耳，將讓人徹夜難眠。它更會對扇葉與扇框造成相當大的損害，意味著風扇壽命的終結。

拉高風扇的轉速，則必然會增大離心力。高轉速下，更大的形變讓扇框與扇葉的距離變小。為了防止扇葉與扇框產(chǎn)生碰撞，勢必要略微增大框葉間隙，而這又會影響風扇在低轉速下的性能。

此外，經(jīng)年累月的反復形變，離心力還會讓熱塑性塑料制成的扇葉產(chǎn)生“蠕變變形”，框葉間距隨使用時間的增長而逐漸縮小——根據(jù)貓頭鷹的數(shù)據(jù)，在PBT材料制成的12cm風扇上，幾年的使用可能會讓葉輪直徑變大約0.2mm。

越小的框葉間距，意味著留給扇葉的蠕變與形變量就越小。為了不產(chǎn)生災難性的“掃膛”情況，在風扇的設計階段，以上這些因素都應當被考慮。

也正因此，盡管對性能的影響非常大，但受限于材料的能力，各品牌風扇的葉框間距還是不約而同地保持在1-2mm左右。而解決問題的關鍵，正是在于尋找超越傳統(tǒng)的材料。

材料破局者

金屬

作為最為常見的材料之一，金屬是制造高轉速扇葉的理想物：不同于PBT塑料需要面對的老化、蠕變等問題，金屬扇葉的剛性要強得多，也更耐高溫、更加耐用。

金屬風扇最知名的應用是在筆記本上。憑借材料上的優(yōu)勢，它能輕而易舉地做到50片以上、薄而兼具復雜曲面的扇葉；與此同時，它還動輒可達5000RPM以上的轉速！

宏碁將金屬扇葉作為高端游戲筆記本的標志性技術，其性能優(yōu)勢可見一斑。

然而，在將金屬材料從筆電搬上臺式機的過程中，卻碰了壁：金屬的扇葉雖然能做得更薄、做到塑料難以匹敵的扇葉數(shù)量，卻不再有廠商敢于拉高轉速。

當一款以高速旋轉的十余厘米金屬物體出現(xiàn)在機箱內時，與其稱之為“散熱風扇”，恐怕還是“絞肉機”一詞更為合適。

就此而言，采融“絞肉機”名副其實：這是一款14cm金屬風扇。它擁有多達13片鋁扇葉，且每一片扇葉的厚度不足1.0mm，扇葉和軸心以反扣方式連接。

這款風扇的最大轉速“僅有”1600RPM，甚至不超過當今的一些塑料材質風扇，但即便是這樣，采融也得為它配備一個防護網(wǎng)：顧名思義，沒有人希望不小心碰到“絞肉機”。

此外，金屬扇葉帶來了額外的轉子重量，而這也增加了其對于驅動電機的要求。1600轉的“絞肉機”電流高達0.45A，這已經(jīng)快將塑料材質的12cm風扇推向4000轉了！

在較低轉速下，現(xiàn)有的塑料扇葉也并不是完全不能縮小框葉間距。此外，除了性能，安全也是一大重要的因素：沒人愿把強度更高的金屬扇葉推向高轉，這額外的強度又有多大意義？人們開始尋找更優(yōu)秀的替代品。

時至今日，Thermaltake等少數(shù)廠商還在研發(fā)金屬扇葉的散熱產(chǎn)品，但它們已不再為極致性能而生。

玻璃纖維+傳統(tǒng)塑料

得益于玻璃纖維的強大特性，它常常同塑料混合成各種復合材料，從而取得更優(yōu)秀的強度。在重視可靠性與性能的工業(yè)領域，玻纖復合材料也是高端產(chǎn)品的常見選擇。

大名鼎鼎的“溫柔臺風”，正是使用了“PBT+GF30”復合材料。通過在傳統(tǒng)PBT材質中添加玻璃纖維，扇葉的強度得到了極大提升。因而縱使有著高達2000RPM以上的轉速，“溫柔臺風”也能將框葉間距縮小到史無前例的1mm之下！

更小的框葉間距，帶來了史無前例的性能，時至今日，“溫柔臺風”也依然是散熱領域的不朽豐碑；更高的材料強度，也顯著提升了耐用性，歷經(jīng)風吹雨打之后，玻纖扇葉依然不動如山。

當然，玻璃纖維復合材料也有它的弱點。玻纖復材制成的扇葉通常不能透光。在當代機箱里五顏六色的ARGB映襯之下，不透明的玻纖復材扇葉是那樣地格格不入。

它獨有的表面紋路，有時還會被誤會為表面污漬。臺達AK-12B就使用了玻璃纖維材料。而在它的差評里，不少用戶就嫌棄“扇葉上的工藝缺陷”，但那并不是制造出了差錯，那實質是玻璃纖維復合材料的獨特紋理。

當然，在絕對的性能面前，外觀上的因素都影響不大。真正的問題發(fā)生在扇葉的微小振動上：就像日常中的絕大部分物體一樣，風扇的扇葉也有其固有頻率，能夠產(chǎn)生共振。這些振動的振幅不大，但卻會顯著影響人耳感知到的噪聲，導致嚴重的噪音。

復合材料的強度雖高，能夠達成極小的框葉間距；但傳統(tǒng)塑料的局限性，也讓它的振動問題較為嚴重。在“溫柔臺風”的扇葉上，共振噪音便相當明顯。為此，追求極限永無止境的人們，又開始尋找更為出色的材料。

玻璃纖維+液晶聚合物

在研發(fā)新一代散熱風扇的過程中，貓頭鷹將技術重心放到了縮小框葉間距上。在貓頭鷹的上一代產(chǎn)品NF-F12上，框葉間隙約為2mm，而這一次，他們決定更進一步。

作為新型聚合物的一種，LCP“液晶聚合物”擁有遠超傳統(tǒng)塑料的性能。借助名為“Sterrox”的LCP材料，貓頭鷹成功讓新一代風扇的框葉間距縮小至0.5mm，最終的收獲更是大大超越了框葉間距本身。

新的材料不僅擁有更高的強度，還同時兼顧了聲學特性。無數(shù)對手“照搬扇葉”卻無法匹敵的性能，就藏在材料之中。

用作扇葉材質時，LCP材料不但能依靠極高的強度縮小框葉間距，還能借此更迅速地抑制振動雜音。LCP材質風扇的噪音通常更加貼合人耳聽感——這是傳統(tǒng)塑料所比不上的。

當然，作為一種新型材料，LCP的強大是以價格為代價的。根據(jù)貓頭鷹的說法，LCP的材料成本約是PBT的四倍! 但在更低的噪音和更強大的性能面前，這一切物有所值。最終的技術成果，便是我們所熟知的貓頭鷹A12X25。

曾何幾時，LCP材料只是高轉工業(yè)風扇所獨有的科技。在貓頭鷹率先吹響消費級LCP風扇的號角后，越來越多的廠商意識到這一材料的綜合優(yōu)勢，市場上的新產(chǎn)品如雨后春筍般涌現(xiàn)。

時至今日，我們可以買到諸如追風者T30、貓頭鷹A12X25等正向研發(fā)的LCP風扇，它們都是市場上的高端乃至旗艦產(chǎn)品。

也能見到諸如微星P12、TT TOUGHFAN這樣的仿制產(chǎn)品。這些廠商雖然缺少正向研發(fā)能力，但也同樣試圖借這一新型材料“彎道超車”。在與貓頭鷹“高度撞臉”的背后，它們是無數(shù)“散熱新勢力”的縮影。

后記

在未來的時間里，相信還會有更多LCP產(chǎn)品上市。作為新一代的材料，“液晶聚合物”擁有光明的未來；伴隨著技術的突破，人類將在散熱極限的探索上更進一步。

小小的葉框間隙，凝聚了工程師的無數(shù)心血；一分一毫之間，決定著風扇性能的高低。

這篇文章到這里就結束了。如果對本文內容與風扇選購有疑惑，隨時歡迎與我交流！