散熱膏的各種係數代表什麼?單看數據準嗎?提出我的見解

AAAAA2005

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散熱膏通常會列出下列係數:

熱傳導率( thermal conductivity):在單位溫差下,[單位時間]通過[單位面積x單位距離]的熱量,
稱為該物質之熱傳導係數。
例:以厚度L之物質量測,則量測值要乘以L,所得之值是為熱傳導係數,通常記成k。
單位:W/m ° C

熱阻抗 ( thermal resistance):代表一物體阻止熱流通過的能力,其計算為物體之兩面間溫差除以通過的熱流功率。(其實可以忽略,因為不可能塗很厚,了不起0.1cm。)
例:一散熱模組,其設計目標是協助 30W 之IC散熱,則其熱阻為『2端溫差/30W』;
散熱模組之熱阻過大,則散熱模組之兩面間的溫差也會變大,終至IC超過所能負荷的溫度。
單位:°C/W(也能變化成 m2‧℃/W、 ° C - in / W 、° C -m/ W........)

比重:寫好看的,不重要。
黏度:這就重要了,好不好施工就看這個係數。
工作溫度範圍:顧名思義,就是讓你注意一下這種散熱膏使否適用於當前的溫度。

常見散熱材料之熱傳導率數值: (單位:W/m ° C )
天然鑽石:1800 
人造鑽石:10~100 
銀:429
銅:401
鋁:237
鐵:80.2
資料來源:維基百科
http://zh.wikipedia.org/wiki/热传导

這些定義和數據解釋了為什麼散熱膏塗的愈薄愈好,因為仿間的散熱膏熱傳導率實在低的難看,
即使號稱高品質,熱傳導率卻連10也沒有;
另一方面,塗的薄也能讓較少的空氣混入接觸面中。

空氣混入導熱介面會嚴重妨礙熱的傳導,
黏度低的散熱膏便於塗抹,但真正的好處是減低空氣混入量。
有些網兄誤以為黏度高比較好,其實是錯誤的觀念,(只是因為貴的黏度都較高)
因為不管你手藝再怎麼好,塗抹的過程空氣一定會混入,做過冰淇淋的一定能深刻體會。

廠商可能因為材料技術力不足,或是生產成本過高,所以都是採用固態微粒混入膠狀介質中的作法,
而不願意推出液態導熱介質。(目前只看過一款液態的,82W/m ° C,相對超高!)
有些產品聲明需要磨合期,我猜除了磨合接觸面之外,另一部份原因是"排氣"。

空氣中有太多微粒,散熱片表面的附著力也不是0,所以微粒很快的就會沾滿散熱片表面,
微粒的熱阻抗、熱傳導率先不討論,但光是微粒和微粒之間的接觸面積和空隙就會讓熱的傳導大打折扣。
(這點解釋了為什麼灰塵是散熱大敵,所以要時常清理灰塵)


單看廠商公佈的數據可以推估散熱效果嗎? 
我覺得不準,因為:
1。廠商的測試環境、儀器不一。(黑心廠商會唬爛)
2。黏稠度和使用者的手藝程度
3。其它
都會影響到實際效果。


=================後記====================
目前仿間高品質的散熱膏多以『銀』為主打,可能是相對成本低,且相對效果好。

鑽石的導熱效果優秀、絕緣度也很好,但是急凍王的奈米鑽石散熱膏為何效果不彰?
我推估原因就出在它最有效的成分『鑽石微粒』僅佔10% 而已,而且還是人工鑽石。
 
由板主最後編輯:

krad

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感謝閣下的分享,小的受益匪淺。
 

Colt357TW

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黏度低/液態導熱介質= 溢流問題難以解決 載體分子越小能夠做到更短的熱量傳輸距離沒錯 但是.....

個人有試過以矽酸鈉為載體(皂鹼 40°C即開始融解為液態) 卻忘記機殼內部溫度可輕易超過50°C 造成我要拿牙刷花兩個多小時清洗主機板與顯示卡的經驗
 

liugwofu

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liugwofu

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查了你過去的發言,根本是來亂的。
2008/5/8日註冊,平均一天14次發文,內容千篇一率且沒幾個字。

發言次數多不代表厲害,文章多不如文章好,文章好不如文章淺顯易懂且有深度。
 
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Colt357TW

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A大 對了 貴單位是用雷射+電木塊+紅銅塊來測試估算熱導係數 還是用HOT DISK?
 

AAAAA2005

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A大 對了 貴單位是用雷射+電木塊+紅銅塊來測試估算熱導係數 還是用HOT DISK?

HOT DISK,但是是看助教玩,不給我玩,很不爽。

剛接觸熱力學時,教授敎的全班都幾乎不懂,那時不知熱力學可以做啥,所以也沒興趣,
一次去實驗室補考,看到研究生在操作,因為好奇所以要求讓我觀看。
好幾次想偸玩,一直找不到機會。(又不是什麼了不起的東西,教授視如寶,怎樣都不給玩。)
因緣際會到別系去上課,不知怎麼搞的,又跟他系助教混熟了,但還是只能看!
這次是更精密的HOT DISK,
一翻詢問才發現到原來是很深的學問,測試的變數不少,所以誤差值有可能相當高。

網兄在哪裡工作呢? 有得隨意玩這些儀器嗎?
 
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