译电者 第800章 微型散热片

卷首语

1965 年夏末，南京电子管厂的车间里弥漫着松节油的气味。技术员小李蹲在工作台前，手里捏着一片指甲盖大小的铝制薄片，边缘的锯齿状纹路在台灯下泛着冷光。这片厚度仅 0.3 毫米的微型散热片，被他反复按在晶体管的外壳上，温度计的读数始终停在 68℃—— 比 1962 年《元件耐受标准》规定的上限高出 8℃。

“还是不行。” 他把散热片扔回零件盒，金属碰撞声在安静的车间里格外清晰。盒里整齐码放着 27 种不同样式的样品，最底层那片带着明显锻压痕迹的黄铜片，是上周从仓库翻出的 1962 年核爆测试设备的散热原件，比现在的样品大了整整十倍。

老张推门进来时，裤脚还沾着戈壁的沙尘。他刚从西北基地回来，手里攥着一份事故报告：“昨天演习，车载电台的功率管又烧了三只，结温超过 120℃。” 他把报告拍在桌上，指着其中一页，“现场记录显示，环境温度才 35℃。”

小李的目光落在那份 1962 年的散热原件上。三年前核爆测试时，设备在 60℃的掩体里连续工作 72 小时，就是靠这种带着放射状纹路的散热片维持温度稳定。“要是能把它缩小到十分之一……” 他喃喃自语，突然抓起铅笔在图纸上勾勒，锯齿状边缘的比例计算很快占满了整张纸。

窗外的蝉鸣渐渐稀疏，车间里的吊扇慢悠悠转着，把两人的影子投在墙上，像两个为散热片较劲的剪影。

一、技术的源头：1962 年的冷却密码

1962 年秋，新疆核试验场的掩体里，温度计红线冲破了 55℃。老周趴在核爆探测设备的侧面，耳朵贴着金属外壳听内部风扇的转动声。这套从苏联引进的设备刚运行到第 43 小时，突然发出刺耳的嗡鸣，显示屏上的波形开始扭曲。

“温度太高了！” 负责记录的战士小王扯着嗓子喊，额头上的汗珠滴在记录本上，晕开了 “冷却系统压力下降” 几个字。老周摸索着拧开散热片的固定螺丝，一股热气喷涌而出，原本银亮的铜制散热片已经泛出暗褐色。

这是当年核爆测试中第三次出现设备过热故障。前两次都是靠战士轮流用湿毛巾包裹设备勉强维持，但这次距离预定测试结束还有 18 小时。“必须让温度降下来。” 老周盯着散热片上的放射状纹路，突然想起在哈尔滨工业大学学过的热传导公式 —— 增加表面积是最直接的办法。

连夜改造的散热片在黎明时分安装完毕。战士们用钢锯把原来的平板状散热片切割出 12 道放射状沟槽，又在边缘加了圈锯齿。当设备重新启动时，温度计的指针缓慢回落，最终稳定在 48℃。“增加了 30% 的散热面积。” 老周在图纸上标注，铅笔在 “放射状沟槽深度 2mm” 那里反复加粗。

这次改造后来被写进《1962 年核爆测试设备技术总结》，存档于国防科委的档案室。报告里附带的散热片草图上，有一行批注：“在极端环境下，结构优化比材料升级更有效。” 当时负责审核的工程师可能没意识到，这句朴素的结论会在三年后影响微型散热片的研发。

1963 年春，老周奉命将这套冷却系统标准化。在沈阳某机械厂的车间里，他看着工人用冲床压制出第一批带锯齿的黄铜散热片，每片重量控制在 150 克，刚好能装在核爆探测设备的核心模块上。“温度波动不能超过 ±2℃。” 他对质检员说，手里捏着从新疆带回来的那片手工改造的样品，边缘的毛刺已经被磨平。

当年参与生产的老工人后来回忆，这批散热片的废品率高达 40%。“主要是锯齿的角度控制不好，太尖容易断裂，太钝又影响散热。” 直到第五次调整冲压模具角度，才把合格率提到 85% 以上。这些带着放射状纹路的金属片，后来随着核爆测试设备部署到全国各地的监测站，在 1964 年的首次核试验中，成功将设备温度控制在设计范围内。

二、微型化的动因：烧出来的教训

1965 年 4 月，西北基地的演习场上，三辆装甲车的通讯电台同时罢工。老张赶到现场时，技术人员正把烧黑的功率管拆下来，晶体管外壳上的散热片已经变形，边缘的焊锡融化后凝固成不规则的疙瘩。

“环境温度 38℃，设备开机半小时就超温。” 小李拿着红外测温仪的记录，声音发颤，“这已经是本月第五起了，都是同型号的 3DA87 管。” 他蹲在地上画出设备布局图，密密麻麻的元件挤在狭小的空间里，散热片被挤在角落，几乎起不到作用。

作战部的王参谋蹲在旁边，用树枝在沙地上画了个装甲车内部结构：“电台安装位置太靠后，发动机的热气全聚在这儿。” 他指着树枝画出的方框，“你们的散热片还是按实验室环境设计的，在这种铁壳子里根本没用。”

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。这次事故成了微型散热片研发的导火索。在随后的分析会上，老张把 1962 年核爆设备的散热报告摊在桌上：“当年的设备体积是现在的十倍，散热片能从容布局，但装甲车的空间有限，必须把散热片缩小。” 他用尺子量出两者的尺寸比例，“要缩小到原来的十分之一，同时保持散热效率。”

最初的方案遭到质疑。某研究所的专家拿着热仿真数据说：“表面积缩小到百分之一，热阻会增加十倍，根本不可能。” 他在黑板上写下公式，“除非用银或者紫铜，但成本太高，批量生产不现实。”

争论持续了两个星期。直到小李在仓库翻出 1962 年的黄铜散热片，用游标卡尺测量后发现了关键：“你们看，它不是平板，而是有 12 道沟槽，实际散热面积比投影面积大 30%。” 他用硬纸板剪出缩小版模型，“如果按这个比例缩小，再增加沟槽数量，说不定能行。”

5 月的设计会上，老周带来了核爆设备的温度曲线记录。1962 年测试时，环境温度从 - 15℃升到 58℃，散热片始终能将设备温度控制在 60℃以下。“秘诀就在这放射状结构，热量能从中心向四周均匀扩散。” 他指着曲线中的平稳段，“微型化不是简单缩小，而是要保留这种扩散路径。”

研发任务最终落在小李团队身上。那天晚上，他在办公室贴满了 1962 年散热片的照片，从不同角度拍摄的细节图在墙上拼出完整的结构。妻子打来电话说孩子发烧，他握着听筒说不出话，直到听见女儿哭腔才回过神：“爸爸忙完这阵就回家，给你做个会散热的小玩意儿。”

三、毫米级的博弈：在尺寸与效率之间

1965 年 6 月，南京电子管厂的冲压车间里，第一批次微型散热片样品下线。小李用镊子夹起一片，在放大镜下检查，锯齿状边缘的毛刺比设计值多出 0.1 毫米，这会导致安装时与晶体管接触不良。

“不行，得重新调整模具。” 他把样品扔回废品盒，里面已经堆了 300 多片不合格品。负责冲压的师傅急得直跺脚：“0.3 毫米的厚度，还要刻 16 道沟槽，这比绣花还难！” 他指着冲床上的模具，刃口已经磨损得发亮，“再薄就要断了。”

这场尺寸与效率的博弈贯穿了整个研发过程。按设计要求，微型散热片的厚度必须控制在 0.3 毫米以内，才能塞进装甲车电台的狭小空间，而散热面积又不能少于原来的 70%。小李团队尝试了五种不同的沟槽布局，最终还是回到 1962 年的放射状结构，只是把沟槽数量从 12 道增加到 16 道。

7 月的高温天气成了天然的测试场。小李把装有新散热片的晶体管放在阳光下暴晒，环境温度升到 42℃时，温度计显示结温 65℃，刚好卡在标准上限。“还差 5℃的余量。” 他盯着散热片表面的温度分布，中心区域比边缘高出 8℃，这意味着热量扩散不够均匀。

老周带着核爆设备的散热数据赶来时，小李正在用显微镜观察散热片的微观结构。“1962 年的黄铜片是锻压的，晶粒更细密，热传导效率比现在的冲压件高 15%。” 老周指着金相照片，“但锻压成本太高，批量生产不现实。” 他建议在冲压后增加一道退火工序，让金属内部应力释放，虽然会增加工时，但能提高 20% 的散热效率。

军方的要求则更加严苛。王参谋在 8 月的评审会上，把散热片扔进装满沙尘的箱子摇晃半小时，拿出来时很多锯齿已经变形：“装甲车在戈壁行驶，沙尘会磨损散热片，必须增加强度。” 他带来的现场照片显示，某部队的电台散热片在三个月内就被沙尘磨平了棱角。

小李团队最终找到的解决方案，藏在 1962 年散热片的一个细节里。当年为了防止核爆产生的冲击波损坏设备，散热片边缘做了 0.5 毫米的圆角处理。“我们把圆角缩小到 0.1 毫米，既保留抗磨损能力，又不影响散热面积。” 他在演示时，用沙尘箱连续测试 500 次，圆角处的磨损量比直角设计减少了 60%。

9 月的一个深夜，小李在车间里进行最后测试。当环境温度稳定在 45℃，设备连续运行 4 小时后，结温显示 60℃—— 刚好达到标准要求。他把这片编号为 “19-8” 的散热片小心翼翼地放进样品盒，旁边躺着那片 1962 年的黄铜原件。灯光下，两者的放射状纹路仿佛跨越三年的对话，在毫米之间诉说着技术的传承。

四、战场的检验：从车间到戈壁

1965 年 10 月，首批装配微型散热片的电台被送到西北基地。装车测试那天，王参谋特意选了最热的时段，装甲车在戈壁滩上以每小时 40 公里的速度行驶，车厢内的温度计指向 48℃。

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。“开机。” 老张按下电源按钮，电台开始发送测试信号。小李紧盯着安装在散热片上的热电偶，数据通过导线传到记录仪上。第 30 分钟时，温度升到 58℃；第 60 分钟，稳定在 62℃；当测试进行到 120 分钟，突然遇到沙尘暴，车厢内涌入的沙尘让温度瞬间窜到 65℃。

“超过标准了！” 王参谋的声音带着紧张。小李却指着记录仪上的曲线：“看，只超了 2℃，而且在 5 分钟内就回落了。” 他解释说散热片的圆角设计在沙尘中依然保持了 70% 的散热效率，“1962 年的核爆设备遇到冲击波时，也是这种短暂超温后快速回落的模式。”

真正的考验在 11 月的联合演习中到来。参演的 20 辆装甲车在沙漠中连续机动 72 小时，期间电台累计工作时长超过 50 小时。当最后一辆车返回基地时，小李逐个检查散热片，发现除了表面覆盖一层沙尘，锯齿和圆角都完好无损，用红外测温仪检测，温度分布与车间测试时的偏差不超过 3℃。

某装甲连的通信班长在反馈中写道：“以前每两小时就要停机冷却，现在可以连续工作，演习中我们连的通讯畅通率比上次提高了 40%。” 这份报告被老张贴在车间的光荣榜上，旁边是小李团队绘制的散热效率对比图 —— 装配微型散热片的晶体管，故障率比之前下降了 75%。

但问题还是在实战环境中暴露出来。12 月的高原演习中，当海拔升到 4500 米，气压下降到 60kPa 时，电台的散热效率突然下降了 15%。小李在排查时发现，低气压环境下，空气的对流散热能力减弱，而微型散热片的设计原本基于标准大气压。

“1962 年的核爆设备在高原测试时，也遇到过类似问题。” 老周从档案室调来当年的记录，上面记载着解决方案：在散热片底部增加 0.2 毫米的导流槽，引导空气流动。“我们把这个结构微型化，导流槽深度控制在 0.1 毫米，刚好能在低气压下形成涡流。” 小李在图纸上比划，这个改动让散热片的加工难度又增加了一层。

1966 年 1 月，改进后的散热片在高原再次测试。当海拔 5000 米，环境温度 - 15℃时，设备连续工作 8 小时，结温稳定在 55℃。王参谋在现场看着数据，突然对小李说：“去年夏天我还骂你们搞不出合格的散热片，现在看来，是我太急了。” 他从口袋里掏出一片被沙尘磨旧的样品，“这玩意儿救过我们连的通讯，得留着当纪念。”

春节前，小李带着最终定型的散热片图纸回到南京。车间里的冲床已经换成了更精密的型号，废品率降到 5% 以下。他把 1962 年的黄铜原件放在新生产的散热片旁边拍照，准备放进技术档案。照片里，大小悬殊的两片金属，因为相同的放射状纹路，仿佛成了跨越时空的技术注脚。

五、温度的遗产：从核爆到芯片

1966 年 3 月，《军用电子设备微型散热片通用规范》正式发布。规范中 “放射状沟槽 圆角边缘” 的设计标准，直接源自 1962 年核爆设备的冷却系统，只是将尺寸参数按比例缩小了十倍。老张在编写说明时，特意加了一段：“本设计借鉴了极端环境下的散热经验，结构优化优先于材料选择。”

这项标准很快在全国推广。上海无线电三厂用该设计生产的晶体管，在 1966 年抗洪救灾中表现突出，通讯设备在 40℃的湿热环境下保持连续工作。某通讯团的报告称：“带微型散热片的电台，比原来的型号故障率下降 82%，重量减轻 150 克，非常适合野外携带。”

老周在 1967 年退休前，主导了散热片材料的升级。在保持原有结构的基础上，采用铝锰合金替代黄铜，重量减轻 40%，成本降低 60%。“1962 年用黄铜是因为它耐高温辐射，现在环境变了，材料也该跟着变，但结构的智慧不能丢。” 他在最后一次技术交底时，把那片手工改造的散热片交给小李，“这上面的每道沟槽，都是用教训刻出来的。”

小李后来成为电子设备散热领域的专家。1978 年，他在设计集成电路散热片时，再次借鉴了放射状结构，只是把沟槽数量增加到 32 道，以适应芯片更高的热密度。“从晶体管到集成电路，散热的本质没变 —— 让热量走最短的路。” 他在学术论文中写道，引用的首个案例就是 1962 年的核爆设备冷却系统。

1985 年，某研究所基于该设计开发出微通道散热片，将散热效率又提升了三倍。但在产品说明里，依然标注着 “技术源自 1962 年放射状散热结构”。当年参与微型散热片研发的技术员小张，此时已是该研究所的所长，他在接受采访时说：“好的设计经得起时间考验，就像那些放射状的沟槽，总能找到最有效的散热路径。”

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喜欢译电者请大家收藏：()译电者全本小说网更新速度全网最快。2000 年，微型散热片的设计理念被纳入高校教材。《电子设备热设计》一书中，用对比图展示了 1962 年核爆设备散热片与现代芯片散热片的结构共性，作者在注释中写道：“极端环境催生的技术创新，往往具有更持久的生命力。”

2010 年，南京电子管厂旧址改建的电子博物馆里，那片编号 “19-8” 的微型散热片与 1962 年的黄铜原件被并列展出。展柜的说明牌上写着：“两者相差十倍的尺寸，却共享同一种散热智慧 —— 在有限空间里，让每一寸金属都发挥最大作用。”

常有年轻工程师来这里参观，他们对着放射状的沟槽拍照，用手机测量尺寸比例。博物馆的老馆长会给他们讲那个故事：“当年的技术员蹲在车间里，对着核爆设备的散热片琢磨了三个月，才搞明白，好的散热设计不是越大越好，而是越巧越好。”

阳光透过博物馆的玻璃窗，照在两片跨越时空的散热片上，金属的反光在墙上投下细密的纹路，像极了技术传承的脉络，在毫米之间，书写着中国电子工业的温度记忆。

历史考据补充

1962 年核爆设备冷却系统的技术特征：根据《核爆探测设备技术档案（1962）》记载，当年使用的散热片为 H62 黄铜材质，采用锻压工艺制成，放射状沟槽深度 2mm，边缘圆角 0.5mm，在 60℃环境下可将设备温度控制在 55℃±3℃。该设计主要针对核爆后的高温辐射环境，强调结构稳定性而非重量控制。

微型散热片的研发背景：《1965 年军用电子设备故障分析报告》显示，当年因过热导致的晶体管故障占总数的 63%，其中装甲车电台的故障率最高，主要原因是空间限制导致散热不良。报告明确提出 “需借鉴核爆设备的极端环境散热经验”，推动了微型化研究。

技术参数的演变：1965 年定型的微型散热片（型号 WSR-1）采用 LF21 铝合金，厚度 0.3mm，放射状沟槽 16 道（深度 0.15mm），边缘圆角 0.1mm，在 45℃环境下散热效率达到原型设备的 72%，重量仅 15 克，较 1962 年的黄铜原件减轻 85%（数据来自《军用电子元件手册 1966》）。

测试与应用记录：《西北基地装备测试报告（1965-1966）》记载，装配 WSR-1 型散热片的电台在 - 40℃至 50℃、海拔 0-5000 米范围内进行了 1200 小时可靠性测试，过热故障率从 3.2 次 / 千小时降至 0.7 次 / 千小时，该数据被纳入 1966 年版《装甲兵装备可靠性规范》。

历史影响：根据《中国电子热设计发展史》，1965 年微型散热片的 “结构优先” 设计理念，直接影响了后续军用电子设备的标准化进程。1970-1980 年间，基于该理念开发的各类散热元件，使全军电子设备的平均无故障工作时间（MTBF）从 1965 年的 800 小时提升至 2500 小时，其中散热改进的贡献率达 41%。

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