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电脑|电脑能不能在真空环境下运行？

作者丨星辰大海路上的种花家
电脑能不能在真空环境下运行？
种花家也算是从事计算机行业工作的 ， 对软硬件也比较了解 ， 差点被这个问题给搞懵了 ， 不过想想却是一个非常有趣的问题 ， 直接给出答案吧 ， 一般的电脑是难以在真空中长时间运行的 ， 但改装后的电脑完全没有问题！
电脑|电脑能不能在真空环境下运行？
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为什么正常电脑必须在大气环境下运行？
大家可能很奇怪 ， 电脑不需要呼吸为什么要在一个大气压环境下运行？确实是这样 ， 电脑根本不要呼吸 ， 但它却需要散热和一定的压力环境 ， 这主要和计算机的各个不见和工作原理导致的！一台电脑大概有如下主要配件：
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CPU 硬盘 内存
主板 显卡 电源
风扇 光驱（现在一般都取消了）
机箱一个铁疙瘩我们就不说了！
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正在被淘汰的硬件：光驱
在这些配件中 ， CPU、显卡、电源这些看起来似乎可以在真空中工作 ， 但看起来似乎确实可以 ， 但这些设备都必须要有一个散热条件 ， 如果热量无法散发 ， 用不了多久就死机了！散热方式有三种：传导、对流和辐射 ， 没有第四种了！
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既然没有空气风冷不行 ， 但很多朋友马上就会指出 ， 水冷不行吗？其实水冷确实可以 ， 对风扇要求降低 ， 甚至可以取消 ， 但问题是真空中没有对流提供散热 ， 会成为一个非常严重的问题 ， 必须要将对流为主的散热改成辐射方式 ， 比如加大散热片 ， 然后涂成黑色 ， 方便散热！
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内存和主板不用风扇 ， 可以真空下工作？其实遭遇的还是同样的散热问题 ， 在地表的一个大气下下 ， 会自然形成对流 ， 所以一些热量散发比较小的南桥和北桥芯片 ， 可以不装散热片（有的也会安装） ， 真空中辐射不足以代替对流 ， 所以仍然会遭遇散热问题！
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主板和其它元器件能适应真空工作吗？
真空气压几近于零 ， 所以像芯片、电感以及各种电阻和PCB板肯定是没有问题的 ， 问题最大的是电解电容 ， 里面含有电解液 ， 我们都知道电容在工作时都会发热 ， 而在地表一个大气压下 ， 电容的密封要求比在真空中要低得多 ， 因为地表有每平方厘米/一千克的压力维持 ， 所以在真空下电容是很容易爆裂的（老主板上经常看到电容爆裂）
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当然将其换成固态电容就没有问题了 ， 液态铝电容介电材料为电解液 ， 而固态电容的介电材料则为导电性高分子材料 。 因此换一换还是可以用滴！
硬盘能工作在真空下吗？
当前使用的硬盘有两种 ， 一种是机械硬盘 ， 另一种是SSD固态硬盘！前者机械硬盘无法工作在真空中 ， 因为磁头是利用空气动力的方式悬浮在盘片上的！所以在真空中 ， 磁头会因为没有“升力”砸在盘片表面 ， 直接将盘片表面刮伤报废！当然充氦气密封的硬盘不受影响 ， 但却要保证不泄漏 ， 因为压力不一样 ， 密封要求也有差别！
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机械硬盘内部结构
SSD硬盘使用的是存储芯片 ， 只要没有电解电容 ， 就不大会受到影响 ， 不过从种花家拆机的经验来看 ， 表面并没有大的电解电容 ， 即使有也是贴片电容 ， 这种电容大都是多层（积层 ， 叠层）片式陶瓷电容器 ， 因此它可以工作在真空中！
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能工作在真空中 ， 并不表示能在太空工作
基本上制造一台在真空中工作的电脑并不难 ， 但如果要制造一台在太空中工作的电脑就有点难了 ， 因为遭遇的最大麻烦不是真空 ， 而是太空中的各种辐射 ， 这些带正电的质子能力超强 ， 无数带正电的质子吸附在设备上 ， 轻则导致设备故障 ， 重则设备击穿导致报废！
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在太空环境中 ， 电子器件中的数字和模拟集成电路的辐射效应一般分为总剂量效应（TID）、单粒子效应（SEE）和剂量率（ＤOES RATE）效应 。
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总剂量效应：由γ光子、质子和中子照射所引发的氧化层电荷陷阱或位移破坏 ， 包括漏电流增加、MOSFET阈值漂移 ， 以及双极晶体管的增益衰减 。
单粒子效应：高能粒子（质子、中子、α粒子和其他重离子）轰击IC电子电路的敏感区引发的 。 在P-N结两端产生电荷的单粒子效应 ， 可引发软误差、电路闭锁或元件烧毁 。 单粒子效应中的单粒子翻转（SEU）效应会导致电路节点的逻辑状态翻转 。
剂量率效应：由甚高速率的γ或Ｘ射线在极短时间内作用于电路 ， 并在整个电路内产生光电流引发的 ， 可导致闭锁、烧毁和轨电压坍塌等破坏 。
上述情况都会导致芯片损毁！
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所以一台电脑如果要在太空中工作的话 ， 必须要对芯片进行加固 ， 而整机也同样需要加固和屏蔽 ， 否则电脑根本不要想在太空工作 ， 几个回合下来就蓝屏死机给你看 ， 再往后就直接无法开机了！很多朋友认为液晶可能无法工作 ， 但据测试 ， 液晶的手机在真空下还能正常运行！
【电脑|电脑能不能在真空环境下运行？】-完-


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