Pasta termiczna występuje głównie w dwóch wariantach — standardowe pasty termiczne wykorzystujące matrycę bazową (np. na bazie krzemu) i pasty na bazie ciekłego metalu.
Miłośnicy komputerów PC chwalą ciekły metal jako najlepszy materiał termoprzewodzący (TIM) do chłodzenia. Niektórzy użytkownicy twierdzili nawet, że obniża temperaturę o 10°C lub więcej.
Jednakże nakładanie ciekłej pasty metalicznej bez odpowiednich środków ostrożności i doświadczenia jest dość ryzykowne. Dlatego w zależności od sytuacji lepszym rozwiązaniem może być użycie innych zwykłych past termoprzewodzących.
Co to jest pasta termoprzewodząca?
Standardowe pasty termiczne wykorzystują matrycę podstawową wraz z wypełniaczem przewodzącym ciepło, aby zapewnić płynną konsystencję pasty. Najpopularniejsze związki termiczne są na bazie krzemu.
Ale na rynku znajdziesz także związki na bazie węgla, ceramiki, diamentu, węgla i metali.
Matryca zwykle zawiera silikony, akrylany , uretany i epoksydy, które są izolatorami termicznymi. Aby zapewnić przewodność cieplną, pasta musi zawierać wypełniacze, które stanowią 70–80% jej składu.
Te wypełniacze to jeden lub kilka: tlenek glinu, tlenek cynku, azotek boru, aluminium azotki i mikrocząstki węgla. W zależności od rodzaju pasty termoprzewodzącej może ona zawierać dodatkowe substancje, takie jak pył srebra i aluminium (na bazie metalu), proszek diamentowy (na bazie węgla diamentowego) i tak dalej.
Co to jest ciekły metal?
W przeciwieństwie do zwykłych past termoprzewodzących Omówiłem powyżej, ciekły metal bezpośrednio wykorzystuje metal, który pozostaje płynny w temperaturze pokojowej, zamiast polegać na podstawowej matrycy.
Metal jest zwykle stopem galu, indu i cyny, którego głównym składnikiem jest gal.
Ponieważ cały materiał stanowiący warstwę termiczną jest metalem, ma on znacznie wyższą przewodność cieplną niż inne rodzaje pasty termoprzewodzącej i pozwala na lepsze odprowadzanie ciepła do chłodnicy.
Ten materiał interfejsu termicznego jest szczególnie preferowany przez entuzjastów komputerów PC, którzy chcą podkręcić swój procesor i chcą najniższej możliwej temperatury procesora.
Różnice między pastą termoprzewodzącą a ciekłym metalem
Chociaż standardowe pasty termiczne i ciekłe metale mają ten sam mechanizm działania, ich skład powoduje pewne różnice, które odróżniają je od siebie.
Przenikanie/rozpraszanie ciepła i chłodzenie
Zastanawiając się, jak dobry jest roztwór chłodzący ciekły metal lub inne pasty termiczne, musimy wziąć pod uwagę ich przewodność cieplną. Im wyższa przewodność cieplna, tym lepiej może rozpraszać ciepło i utrzymywać efektywny system chłodzenia.
Obydwa rodzaje materiału interfejsu termicznego nie są w stanie dorównać materiałowi radiatora (aluminium – 237 W/m.K, miedź – 400 W/m.K) pod tym względem. Lepiej jednak zastosować materiał interfejsu o możliwie najwyższym współczynniku rozpraszania.
Przewodność cieplna podstawowej matrycy zwykłej pasty termoprzewodzącej wynosi około 0,17-0,3 W/m.K. W zależności od materiału wypełniacza całkowita przewodność cieplna pasty krzemowej lub węglowej zwykle wzrasta do 0,5 – 4 W/m.K.
Niektóre wysokiej klasy produkty termiczne pasty takie jak na bazie srebra lub węgla diamentowego mogą mieć przewodność cieplną w zakresie 3-8 W/m.K. Według ARCTIC , wszelkie wartości wyższe niż te są prawdopodobnie zwykłą ozdobą.
W przypadku ciekłych metali przewodność cieplna może przekraczać 13 W/m.K. Główną substancją większości ciekłych metali jest gal, którego przewodność cieplna wynosi 33,68 W/m.K.
Jednakże jest on powszechnie stosowany jako stop z indem i cyną, a pasta ciekłego metalu zazwyczaj mieści się w zakresie 17-40 W/m.K.
Wielu wysokiej klasy producentów TIM z ciekłych metali sprzedaje również produkty, które mają przewodność cieplną na poziomie 70-80 W/m.K.
Suszenie
Standardowe pasty termiczne użyj rozpuszczalników, aby utrzymać cały wypełniacz w konsystencji pasty. Przy regularnej ekspozycji na wysoką temperaturę rozpuszczalniki te stopniowo odparowują, powodując wysychanie pasty.
Ciekłe metale nie wymagają stosowania takich rozpuszczalników, więc nie działają nie wysychają ani nie wykazują żadnej degradacji z biegiem czasu.
Korozja
Chociaż ciekły metal nie wysycha z biegiem czasu, jego główny materiał, gal, jest bardzo reaktywny i może powodować korozję innych materiałów. Ten problem będzie szczególnie widoczny w przypadku aluminiowej podstawy lub radiatorów na chłodnicy.
Dlatego należy używać ciekłego metalu wyłącznie z kompatybilnymi chłodnicami z podstawą miedzianą lub niklowaną.
Nawet w przypadku miedzi/niklu może tworzyć stop, który prowadzi do przebarwień w płycie podstawowej. Dzieje się tak z biegiem czasu, szczególnie z powodu ciągłej ekspozycji na ciepło. Nie wpłynie to jednak znacząco na proces wymiany ciepła, więc możesz być spokojny.
Niezależnie od tego, osobiście polecam używać chłodnic z niklowaną podstawą, jeśli chcesz używać ciekłego metalu, ponieważ jest to najwolniejszy podczas formowania stopu.
Jeśli chodzi o inne pasty termoprzewodzące, to nie zawierają one żadnych pierwiastków korozyjnych.
Przewodność elektryczna
Oprócz korozji należy również martwić się o przewodność elektryczną materiału interfejsu termicznego.
Większość past termoprzewodzących (krzemowych, węglowych, diamentowo-węglowych lub na bazie ceramiki) ) nie przewodzą prądu. Dlatego ich użycie nie spowoduje żadnych problemów z zwarciami, jeśli przedostaną się do elementów obwodów elektronicznych.
Pasty termiczne zawierające wypełniacze metalowe mogą przewodzić prąd elektryczny i należy uważać, aby nie rozlać ich na żadne części obwodu. Lepiej też przykleić taśmą izolacyjną pobliskie elementy, aby zapobiec nieoczekiwanym wyciekom.
Jeśli chodzi o ciekłe metale, myśl o nich jak o paście termicznej na bazie metalu, ale jest gorzej. Są znacznie lepiej przewodzące prąd elektryczny i mogą spowodować poważne uszkodzenia w wyniku zwarcia, jeśli kiedykolwiek wyciekną do innych elementów komputera.
Koszt
Wysoka wydajność cieplna ciekłych metali bezpośrednio odpowiada ich cenie. W zależności od jakości ciekłego metalu TIM, może on kosztować od 10 do 20 dolarów za gram.
Inne rodzaje pasty termicznej można zwykle kupić w cenie około 1–4 USD za gram. Pasty termiczne na bazie węgla diamentowego będą kosztować nieco więcej, ale nie tyle, co ciekły metal.
Z drugiej strony, za każdym razem trzeba używać niewielkiej ilości ciekłego metalu i nie ma takiej potrzeby zastąpić ją tak samo jak zwykłą pastę termoprzewodzącą, więc na dłuższą metę nie będzie tak droga.
Łatwość aplikacji
Ponieważ ciekły metal może uszkodzić komponenty komputera, potrzebujesz zachować szczególną ostrożność podczas stosowania. Należy nałożyć bardzo cienką warstwę ciekłego metalu równomiernie za pomocą pacy, unikając rozlania i wycieków.
Po prostu użycie wzoru lub osadzenie go na środku, jak w przypadku standardowych past termoprzewodzących, nie jest zalecane w przypadku tego TIM.
Ponadto ani zwykła pasta termoprzewodząca, ani ciekły metal nie są toksyczne, mogą powodować lekkie uszkodzenia ciała ludzkiego. Pod tym względem ciekły metal jest bardziej szkodliwy i trzeba zachować jeszcze większą ostrożność podczas obchodzenia się z nim, aby nie dostał się do oczu i nie wdychał oparów.
Lepiej przebywać w dobrze wentylowanym pomieszczeniu i używać rękawiczek oraz maski ochronnej na oczy.
Jakiego materiału termoprzewodzącego powinienem użyć?
Jeśli masz doświadczenie w używaniu ciekłego metalu lub możesz uzyskać pomoc od takiej osoby, a zamierzasz maksymalnie wycisnąć swój procesor, możesz go zainstalować, pod warunkiem, że nie używasz żadnych chłodnic z aluminiową podstawą.
W przeciwnym razie standardowe pasty termoprzewodzące powinny w zupełności wystarczyć do Twojego użytku. O ile nie podkręcasz komputera lub nie masz bardzo dużego obciążenia, różnica temperatur procesora nie będzie tak duża w porównaniu z ciekłymi metalami.
Jeśli szukasz wysokiej klasy rozwiązania, diamentowo-węglowego te na bazie powinny zapewniać bardzo dobre odprowadzanie ciepła, nie powodując żadnych zagrożeń związanych z ciekłymi metalami.
Jeśli naprawdę chcesz użyć ciekłego metalu, pamiętaj o zabezpieczeniu wszystkich pobliskich elementów taśmą elektryczną i wokół procesora, aby zapobiec uszkodzeniom na skutek wycieków. Należy również pamiętać, że nałożenie ciekłego metalu pozostawia wyraźny ślad na radiatorze, co stwarza ryzyko unieważnienia gwarancji.
