铜具有更好的导热性。

铝 - \$ \mathrm{ 200 \frac {W} {m\cdot K} } \$
铜 - \$ \mathrm{ 400 \frac {W} {m\cdot K} } \$
（从这里，也在这里)

但固体材料内的导热性只是故事的一部分。故事的其余部分取决于人们想要将热量倾倒到哪里。

液体冷却剂

铜散热器（也可以称为传热块）的性能优于铝。

强制对流空气

换句话说，有一个风扇吹到散热器上。铜散热器的性能将优于铝。

自然对流的空气

我把最好的留到最后。看起来这也是OP的情况。

在自然对流空气中，铜散热器的性能仅比铝散热器好^{1倍（以°C/W 为单位）。}这是因为瓶颈不在金属转移中。当你有自然对流的空气时，瓶颈在于金属和空气之间的传递，Al和Cu也是如此。

¹ _{我可能会补充一点，边际增加通常不值得铜的成本。}

这条曲线表明了传热和材料热导率之间的非线性关系。曲线是通用的。它适用于对总传热具有传导和对流分量的任何应用。[辐射通常很小，在此计算中被忽略。] 无论应用如何，曲线的形状都是相同的。没有显示轴上的定量值，因为它们取决于功率、零件尺寸和对流冷却条件。对于任何给定的应用程序和一组条件，它们都是固定的。从曲线的形状可以明显看出，热传递取决于材料的热导率，但曲线中也有一个拐点，即增加热导率对热传递的改善可以忽略不计。
（来源，强调我的NA）

Phil 已经链接了一篇ECN 文章，该文章将空气中的铝和铜与自然对流进行了比较。这是另一种看法：如果我们将铝与导热率较低的材料（与铜不同）进行比较会怎样。有一家公司生产导热塑料。它有\$ \mathrm{20 \frac {W} {m\cdot K} } \$ 电导率，但这对于塑料来说已经很多了。他们用自然对流将其与空气中的铝进行了基准测试。

E2是塑料（来源）

这是一个复杂的问题，有很多因素。让我们看看一些物理特性：

• 热导率 ( \$\mathrm{W \over m\cdot K}\$ )
  • 铜：400
  • 铝：235
• 体积热容 ( \$\mathrm{J \over cm^3 \cdot K }\$ )
  • 铜：3.45
  • 铝：2.42
• 密度（\$\mathrm{g \over cm^3}\$）
  • 铜：8.96
  • 铝：2.7
• 阳极指数 ( \$\mathrm V\$ )
  • 铜：-0.35
  • 铝：-0.95

这些属性是什么意思？对于以下所有比较，请考虑两种几何形状相同的材料。

铜的较高导热性意味着散热器上的温度将更加均匀。这可能是有利的，因为散热器的末端会更热（因此散热更有效），而附着在热负载上的热点会更冷。

铜的较高体积热容量意味着提高散热器温度需要更多的能量。这意味着铜能够更有效地“消除”热负荷。这可能意味着短暂的热负荷会导致较低的峰值温度。

显然，铜的较高密度使其更重。

如果担心电偶腐蚀，则材料的不同阳极指数可能会使一种材料更有利。哪个更有利将取决于其他金属与散热器接触。

基于这些物理特性，铜似乎在任何情况下都具有出色的热性能。但这如何转化为实际性能？我们不仅要考虑散热器材料，还要考虑这种材料与周围环境的相互作用。散热器与其周围环境（通常是空气）之间的界面非常重要。此外，散热器的特殊几何形状也很重要。我们必须考虑所有这些事情。

Michael Haskell 的一项研究比较了不同散热器材料对冷却性能的影响，对几何形状相同的铝、铜和石墨泡沫散热器进行了一些经验和计算测试。我可以大大简化调查结果：（我将忽略石墨泡沫散热器）

对于测试的特定几何形状，铝和铜的性能非常相似，铜稍微好一点。给您一个概念，在 1.5 m/s 的气流下，铜从加热器到空气的热阻为 1.637 K/W，而铝为 1.677。这些数字非常接近，很难证明铜的额外成本和重量是合理的。

随着散热器与被冷却的物体相比变大，铜由于其更高的导热性而获得优于铝的优势。这是因为铜能够保持更均匀的热量分布，更有效地将热量散发到四肢，更有效地利用整个散热区域。同一项研究对大型 CPU 冷却器进行了计算研究，计算出铜的热阻为 0.57 K/W，铝的热阻为 0.69 K/W。

您从上面的用户那里得到了很多很好的信息！请考虑我的回答是对您已有建议的重要补充：

热界面材料 (TIM) 可能比您为散热器选择的材料更重要且更容易！我这样说是从经验和亲身测试了几十种类型和品种的界面材料。您的预算、连接方法和其他设计参数可能会缩小您对特定类型 TIM 的选择范围。例如：糊剂需要对散热器进行机械固定，而粘合剂则不需要。有些材料凌乱且难以使用，但性能良好，而有些材料的性能几乎一文不值，可能容易使用，也可能不容易使用。

我很有信心地说，您使用的 TIM 比使用铜或铝更重要。并非在所有情况下，但性能差异可能令人惊讶。

为 CPU/散热器寻找流行且经过良好评价的材料可以为您提供一些不错的选择。

祝你好运！

铜的导热率几乎比铝高60%。这意味着铜散热器在散热方面将比铝散热器更有效。

您选择哪一个是一个折衷的问题：铝制散热器更便宜、更轻，因此是通用设计的首选。但是，如果您必须在很小的空间内消除大量热量，那么铜可能是更可取的。

但是，在不了解具体应用和散热器必须适应的具体设计的其他限制条件的情况下，不可能对这两种材料进行绝对比较。

还有其他因素需要牢记（包括散热器必须“居住”的环境）。

铜的导热性能比铝好，但要考虑热源与散热器之间的热耦合，以及散热器与“外部世界”之间的热耦合。

例如，散热器是否通过小翅片与自由空气耦合？还是它与某种在管中流动的液体冷却剂耦合？散热过程中涉及对流，还是热辐射是主要机制（将太空探测器视为极端情况）。环境是否可能导致腐蚀（水下设备；某些化学反应器内的设备）？一些合金比其他合金更能抵抗某些类型的腐蚀。