第一組實驗在固定鰭片總厚度條件下，觀察三種發泡金屬散熱 鰭片樣本在自然對流條件下的熱傳性能，有三種不同發泡金屬厚度 與孔洞大小型式之散熱鰭片，包括：10mm 平板、9mm 平板燒結 1mm,50PPI 鰭片(簡稱 9＋1mm,50PPI) 和 6mm 平板燒結 4 mm,50PPI 鰭片(簡稱 6＋4mm,50PPI)
由溫度差(ΔT)與熱傳係數(h)作圖(圖 3-1)可知，6＋4mm,50PPI 樣本的熱傳係數最高，較 10mm 平板高約 6.6%，再來是 9＋
1mm,50PPI，較 10mm 平板高約 3.5%，10mm 平板的熱傳係數最低。
由於發泡金屬具有多孔性結構，使得空氣可以在內部進行熱 交換，發泡金屬越厚，空氣更能從側邊流入內部受熱後再從上方排 出，所以有燒結發泡銅的樣本，熱傳係數皆較平板高;燒結 4mm 發 泡銅的熱傳係數又比燒結 1mm 的高。
第二組實驗樣本為在底板表面洗溝槽，在溝槽內燒結 1mm,50PPI 的發泡銅，實驗參數為改變溝槽間隙寬度，包括：2mm 平板、表面 全發泡、10mm 間隙、5mm 間隙與 2.5mm 間隙五種樣本。
加工此實驗樣本的構想是希望藉由散熱鰭片表面相間不同材質 (銅與發泡銅)加熱後產生的溫度差異，而有額外的熱對流發生。
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由溫度差(ΔT)與熱傳係數(h)作圖可知，不管在水平與垂直角度 下，表面全發泡樣本的熱傳係數較高。如圖 3-2 與圖 3-3 所示。
因為表面全發泡樣本有較大的表面積，使其可以更有效的進行 熱交換，所以相較於一般金屬，只能在面積表面進行熱對流，有更 佳的熱傳性能。
第二組實驗樣本的重量方面，如 2mm 平板的重量為 176.8g，
而表面全發泡樣本的重量為 181.4g，增加重量約 2.6%；2.5mm 間隙 樣本的重量為 156.3g，減輕重量約 11.6%；5mm 間隙樣本的重量為 156.0g，減輕重量約 11.8%；10mm 間隙樣本的重量為 156.5g，減輕 重量約 11.5%。如表 2-3 所示。
第三組實驗做相同底板燒結不同厚度與孔數率的發泡金屬，包 括：2mm 銅平板、8mm,30PPI 鰭片、8mm,40PPI 鰭片、8mm,45PPI 鰭片、4mm,35PPI 鰭片、10mm,10PPI 鰭片、10mm,20PPI 鰭片，並 加工 4mm 與 8mm 實心銅散熱鰭片作為對照組。
由溫度差(ΔT)與熱傳係數(h)作圖(圖 3-4)可知，經由實驗量測溫 度並計算得到的熱傳係數大致上分部在三個區域，下方區域皆為 8mm 與 10mm 樣本在垂直橫向擺放時的數據，熱傳係數較低;中間 區域皆為 8mm與 10mm樣本在水平角度與垂直縱向擺放時的數據，
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熱傳係數較垂直橫向高;上方區域皆為 4mm 樣本的實驗數據，熱傳 係數相對較高。
由上方區域觀察，可以發現 4mm,35PPI 樣本在水平角度時的熱 傳係數最高，其次是垂直縱向，垂直橫向最低;4mm 對照組在垂直 水平角度與垂直縱向下的熱傳係數與 4mm,35PPI 樣本在垂直縱向下 幾乎沒有差異，而 4mm 對照組在垂直橫向的方向下熱傳係數相對 較低。
由於 10PPI 的樣本較 20PPI 的樣本孔洞大，所以空氣更能有
效的流入發泡金屬內部進行熱交換，所以在相同角度下 10PPI 的 樣本熱傳係數皆較 20PPI 來的高；在垂直橫向放置下，由於鰭片 阻擋到熱空氣的上升，使得其熱傳係數較水平與垂直縱向放置下 低。
在 10mm,10PPI 與 10mm,20PPI 樣本的數據圖中，可以歸內出 幾點特性，(1)水平放置的熱傳係數皆較高，其次是垂直縱向放置，
垂 直 橫 向 放 置 的 熱 傳 係 數 最 低 。 (2) 在 相 同 放 置 角 度 下 ， 10mm,10PPI 樣本的熱傳係數皆較 10mm,20PPI 樣本的高，而在水 平放置與垂直橫向放置時差異較明顯。如圖 3-5 所示。
發泡銅散熱鰭片與同體積的實心銅散熱鰭片重量相比，減輕的
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重量非常大，如 4mm 實心銅的重量為 316.89g，而 4mm,35PPI 樣本 的重量為 168.22g，減輕重量約 46.9%；8mm 實心銅的重量為 456.88g，
而 8mm,30PPI 樣本的重量為 171.25g，減輕重量約 62.5%；8mm,40PPI 樣本的重量為 171.74g，減輕重量約 62.4%；8mm,45PPI 樣本的重量 為 173.94g，減輕重量約 61.9%。如表 2-4 所示。
以下分別就固定某參數對熱傳性能作探討：
1. 改變孔數率( PPI )
樣 本 ： (1) 8mm 實 心 銅 (2) 8mm,30PPI (3) 8mm,40PPI (4) 8mm,45PPI
在固定鰭片高度下(8mm)，探討改變鰭片孔數率對熱傳性能 的影響，一共做四組樣本。由實驗數據發現，不管是在垂直縱向、
垂直橫向或水平角度下，8mm,40PPI 的熱傳係數皆較其他樣本高。
其餘樣本差異不大。
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2. 改變高度
樣本：(1) 2mm 平板 (2) 4mm,35PPI (3) 8mm,30PPI (4) 8mm,40PPI
在固定角度下( 水平角度 )，探討改變鰭片高度( 2→4→
8mm )對熱傳係數的影響，一共比較四組樣本。實驗數據圖顯示，
鰭片高度越低，其熱傳係數越高，如圖 3-6 所示。
3. 改變角度
(1) 垂直橫向 (2) 垂直縱向 (3) 水平角度
在相同鰭片下，探討改變鰭片放置角度對實驗的影響，一共 做三組不同的角度。實驗結果顯示，角度對熱傳性能的影響特別 顯著。垂直縱向與水平角度放置的熱傳係數較高，垂直橫向放置 的較低。因為其餘樣本的趨勢都一樣，故僅放 8mm,30PPI 發泡銅 樣本的數據圖，如圖 3-7 所示。
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4. 熱輻射效應
樣本：(1) 2mm 銅平板 (2) 4mm 實心銅
本實驗還探討熱輻射效應對熱傳性能的影響，實驗方法為有無 噴黑體漆。實驗使用的黑體漆放射率為 0.89，做 2mm 銅平板與 4mm 實心銅兩組樣本。實驗結果發現，有噴黑體漆的樣本熱傳係數大幅 增加。 2mm 銅平板樣本中，在水平角度與垂直角度下的熱傳係數 幾乎沒有差異，2mm 銅平板在輸入功率 12.5W 時的熱傳係數為 7.33，
而噴黑體漆後的熱傳係數為 10.71，熱傳係數高 46%。實驗數據圖 如圖 3-8 所示。
4mm 實心銅樣本中，4mm 實心銅在垂直橫向擺放、輸入功率 12.5W 時的熱傳係數為 5.60，而噴黑體漆後的熱傳係數為 8.17，熱 傳係數高 46%；在水平擺放時，熱傳係數分別為 6.01 與 8.47，高 41%；在垂直縱向擺放時，熱傳係數分別為 6.0 與 8.5，高 42%。實 驗數據圖如圖 3-9 所示。
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水平
T(oC)
30 40 50 60 70 80 90
H ea t T ra n sf er C o ef fi ci en t( W /m 2 K)
5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8
10mm銅平板 9mm+1mm,50PPI 6mm+4mm,50PPI
圖 3-1 第一組實驗水平角度熱傳係數
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水平
T(
oC)
30 40 50 60 70 80 90 100
Heat Transfer Coefficient (W/m2 K)
6.6
Heat Transfer Coefficient (W/m2 K)
6.6
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T(oC)
0 20 40 60 80 100
Heat Transfer Coefficient (W/m2 K)
3.5
Heat Transfer Coefficient(W/m2 K)
3.8
52
T(oC)
0 20 40 60 80 100
H ea t T ra n sf er C o ef fi ci en t( W /m 2 K)
4.0
Heat Transfer Coefficient(W/m2 K)
4.0
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T(oC)
0 20 40 60 80 100
H ea t T ra n sf er C o ef fi ci en t( W /m 2 K)
6
Heat Transfer Coefficient(W/m2 K)
4
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