Was ist ein Graphen-Wärmepad und wie funktioniert es?

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Wichtige Erkenntnisse

  • Graphen-Wärmeleitpads sind ein thermisches Schnittstellenmaterial (TIM) mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit, das herkömmliche Wärmeleitpasten möglicherweise übertreffen kann.
  • Wärmepads aus Graphen weisen eine hervorragende Leistung auf, sind aber aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit auch schwierig zu verarbeiten und reißen leicht.
  • Graphen-Pads sind wiederverwendbar, trocknen nicht aus und sind einfacher zu verarbeiten als flüssiges Metall, was sie zu einer vielversprechenden Alternative für die PC-Kühlung macht.

An herkömmlichen Wärmeleitpasten ist nichts auszusetzen. Sie sind günstig, zuverlässig und können Ihre Computerteile ausreichend kühl halten. Wenn Sie jedoch nach einer dauerhafteren Lösung mit hervorragender Leistung suchen, schauen Sie sich Graphen-Wärmeleitpads an.

Was sind Graphen-Thermopads?

Graphen-Wärmeleitpads sind eine Art thermisches Schnittstellenmaterial (TIM), das Sie als Alternative zu herkömmlicher Wärmeleitpaste und Flüssigmetall verwenden können. Graphen-Wärmeleitpads bestehen aus Graphen, einem Allotrop von Kohlenstoff. Es handelt sich im Wesentlichen um eine einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen in einer hexagonalen Gitterstruktur, die nur ein Atom dick ist. Wie bei jedem anderen TIM besteht die Aufgabe eines Graphen-Wärmeleitpads darin, maximalen Wärmekontakt zwischen einer heißen Komponente, beispielsweise einer CPU, und einem Kühlkörper sicherzustellen.

Was Graphenpads so spannend macht, ist ihre hervorragende Wärmeleitfähigkeit. Beispielsweise hat TG-P100-Graphen eine horizontale Wärmeleitfähigkeit von 1500–1800 W/mK (Watt pro Meter Kelvin) und eine vertikale Leitfähigkeit von 12 W/mK. Bei Computern ist uns die vertikale Leitfähigkeit wichtiger, da dies die Richtung ist, in der die Wärme von einer Komponente zu einem Kühlkörper wandert. Dennoch ist die Wärmeleitfähigkeit einer herkömmlichen nichtmetallischen Wärmeleitpaste mit etwa 4–10 W/mK höher. Tatsächlich verfügt Graphen über eine potenziell unbegrenzte Wärmeleitfähigkeit, da seine Leitfähigkeit mit der Größe skaliert. Wenn sich die Technologie weiterentwickelt, könnten wir in ein paar Jahren Pads sehen, die flüssiges Metall übertreffen.

Graphen-Wärmeleitpads im Vergleich zu herkömmlicher Wärmeleitpaste

Wir haben jetzt festgestellt, dass Graphen eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit hat, aber wie schneidet es in realen Szenarien ab? TechPowerUp hat das Thermal Grizzly KryoSheet mit hochwertiger Wärmeleitpaste verglichen, darunter dem Thermal Grizzly Kryonaut. Sie verwendeten einen RX 7900 XTX und stellten fest, dass das KryoSheet die herkömmliche Wärmeleitpaste bei maximaler Belastung um etwa 3–5 °C übertrifft.

Thermal Grizzly

Die Hauptvorteile von Graphen-Wärmeleitpads bestehen darin, dass sie wiederverwendbar sind, mit der Zeit nicht austrocknen können und einfacher zu verarbeiten sind als flüssiges Metall. Leichter als flüssiges Metall bedeutet jedoch nicht unbedingt einfach. Das Hauptproblem besteht darin, dass Graphen elektrisch leitfähig ist und daher einen Kurzschluss verursachen und Ihren PC zerstören kann, wenn es nicht richtig installiert ist. Es hilft auch nicht, dass Graphen-Pads unglaublich empfindlich und schwer zu handhaben sind. Wenn Sie ein KryoSheet bestellen, stellen Sie sicher, dass Sie eine saubere Präzisionspinzette haben!

Graphen- und Graphit-/Kohlenstoff-Thermopads sind nicht dasselbe

Wenn Sie hochwertige Wärmeleitpads kaufen, stoßen Sie auf Kohlenstoff, Graphen und Graphit. Nutzen wir die Chemie, um diese Materialien besser zu verstehen. Kohlenstoff ist ein chemisches Element mit dem Symbol C und der Ordnungszahl 6. Graphen ist eine Schicht aus Kohlenstoffatomen, die nur ein Atom dick ist. Graphit ist eine Ansammlung übereinander gestapelter Graphenschichten. Der Begriff „Carbon-Wärmeleitpad“ ist also nichts Neues. kann sich technisch gesehen auf jede Verwendung von Kohlenstoff im Material beziehen. Dazu gehören Kohlenstoffallotrope wie Graphit und Graphen sowie kohlenstoffbasierte Polymere wie Thermal Grizzly Carbonaut.

udaix/Shutterstock.com

< p>Thermal Grizzly erklärt in seinen Produktdetails für das KryoSheet Graphene Pad, dass es Graphenpads durch Aufbrechen von Graphitschichten entlang der Basisebene hergestellt hat. Indem wir jede Graphenschicht direkt der Oberfläche aussetzen, erhalten wir ein außergewöhnlich thermisch und elektrisch leitendes Material. In einem Graphitpad muss die Wärme zwischen den einzelnen Graphenschichten übertragen werden, bis sie einen Kühlkörper erreicht. Bei einem Graphen-Pad bietet die Wärme jedoch einen direkten Weg, über den die Wärme effizient entlang der Struktur wandern kann. Theoretisch weisen Graphen-Wärmeleitpads im Vergleich zu Graphitpads eine weitaus bessere Leistung auf.

Graphen-Pads könnten das nächste große Ding in der PC-Kühlung sein

Während Graphen-Pads wie Das KryoSheet ist ein neues und teures Produkt, an dem Enthusiasten herumbasteln können. Ihre langfristigen Auswirkungen sind enorm. Herkömmliche Wärmeleitpasten müssen alle paar Jahre ausgetauscht werden, um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten, während flüssiges Metall riskant und schwierig zu verarbeiten ist. Ein Graphen-Pad kann immer noch PC-Komponenten zerstören, wenn man nicht aufpasst, da es elektrisch leitend ist, aber es ist immer noch viel einfacher, es aufzukleben und jahrelang nicht zu berühren. Außerdem können Sie es für Ihre nächste CPU wiederverwenden, wenn es nicht abgenutzt ist und die Abmessungen übereinstimmen.

Eine weitere spannende Alternative sind Phasenwechsel-Wärmeleitpads, die schmelzen, wenn sie mit einem heißen Computerchip in Kontakt kommen. Ihre Anwendung könnte besonders nützlich für Geräte sein, deren Zerlegung einige Zeit in Anspruch nimmt, wie etwa Laptops und Grafikkarten, da Sie sie nie zerlegen müssen, um eine bessere Kühlleistung zu erzielen.