矽脂指的是有機矽酮為主要原料,添加多種導熱材料而制成的導熱膏狀物。顔色因添加的導熱材料不同而具有不同的顔色。其主要原料為有機矽酮(矽酮,Silicones,俗稱矽油或二甲基矽油),因此具有良好的導熱、耐溫、絕緣性能,且不易幹結。以上太專業看不懂,通俗版解釋是這樣的——矽脂就是一些油性物質再添加一些具有良好導熱性的物質,兩者混合而成的一種導熱物質。矽脂導熱性能好不好,很大程度取決于導熱物質的優劣。劃重點——很大程度取決于導熱物質的優劣。So,矽脂一般加什麼導熱材料?
主要的導熱材料分别有石墨粉、氧化鋁、氮化鋁粉、銅粉為主要添加物,中高端的矽脂會加入銀。可能有小夥伴會疑問,加入金屬的矽脂會導電嗎?一般都不具備導電性。大多數加入矽脂的金屬并非是金屬粉末,而是金屬複合物,具有極高的絕緣性。極少數會直接加入金屬粉末,太便宜的矽脂不值得購買。
上圖是某款矽脂的産品規格,這應該算是比較規範的産品規格。在業界,矽脂一般分成以下幾個重要參數,小夥伴選購時可以作為一個參考。
1、導熱系數(Thermal Conductivity)
導熱系數的單位為W/m·K(或W/m·℃),表示截面積為1平方米的柱體沿軸向1米距離的溫差為1開爾文(K=℃ 273.15)時的熱傳導功率。數值越大,理論上表明該材料的熱傳遞速度越快,導熱性能越好。導熱系數是判斷一種矽脂導熱效能高低的重要參考。
2、傳熱系數(Heat Transfer Coefficient)
這個系數目前已經很少使用,隻在極少數矽脂産品中,仍使用這個參數。傳熱系數指在穩定傳熱條件下,圍護結構兩側流體溫差為1℃(或1K),1小時内通過1平方米面積傳遞的熱量,單位是W/㎡·K(或W/㎡·℃)。由于導熱系數與傳熱系數是兩個不同概念,不存在可比性。如你即将購買的矽脂以傳熱系數标注,建議選擇傳熱系數高的産品。
3、熱阻系數/熱阻抗(thermal impedance)
熱阻系數表示物體對熱量傳導的阻礙效果,單位℃/W,即物體持續傳熱功率為1W時,導熱路徑兩端的溫差。熱阻顯然是越低越好,因為相同的環境溫度與導熱功率下,熱阻越低,發熱物體的溫度就越低。熱阻的大小與導熱矽脂所采用的材料有很大的關系。目前主流導熱矽脂的熱阻系數均小于0.01℃/W,優秀的可達到0.005℃/W以下。
4、粘度(viscosity)
粘度是流體粘滞性的一種量度,指流體内部抵抗流動的阻力,用對流體的剪切應力與剪切速率之比表示,粘度的測定方法,表示方法很多,如動力粘度的單位為泊(poise)或帕·秒。粘度高低對矽脂有啥影響?粘度越高,矽脂越像膠水,越容易将AMD CPU粘住。這裡我不是黑AMD,而是AMD的CPU底座不像Intel那麼牢固,極其容易就可以将CPU取下。
如上圖所示的粘度870,這樣的矽脂很容易就可以完成塗抹。并不是所有矽脂都會标注粘度,對于不标注粘度的矽脂,隻能通過其他用戶使用反饋,大緻了解這款矽脂是否容易塗抹。
5、可用溫度範圍 (Useable temperature range)
隻要是使用産品都有工作溫度範圍,矽脂也不例外。矽脂一般工作溫度可以達到-50℃~ 180℃,稍好一點的可以達到-250℃~ 300℃,日常使用基本上不需要擔心溫度太低或太高,影響了矽脂使用效果。
6、介電常數 (Permittivity)/絕緣常數((Dielectric ConstantA)
介電常數用于衡量絕緣體儲存電能的性能,指兩塊金屬闆之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣的兩塊闆之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。普通導熱矽脂所采用的都是絕緣性較好的材料,但是部分特殊矽脂(如含銀矽脂等)則可能有一定的導電性。空氣的介電常數約為1,常見導熱矽脂的介電常數約為5。極少有導熱矽脂産品提供介電常數這個參數值(因為大部分矽脂絕緣性都很棒)。
7、油離度 (Oil dispersion)
前文已經介紹,矽脂是有機矽酮混合導熱材料,兩者結合時間長了,必然會存在“分手”的可能性,簡稱分離。
油離度是指産品在200℃下保持24小時後矽油析出量,是評價産品耐熱性和穩定性的指标。将矽脂塗敷在白紙上觀察,會看到滲油現象,油離度高的,分油現象明顯;或打開長期放置裝有矽脂的容器,油離度大的矽脂,在矽脂表面或容器四周看見明顯的分油現象。是不是矽酮越少越好?未必。矽酮越少,用戶越難塗抹,而且矽酮還可以填充散熱器底座細微紋理,更高效地導熱。So,矽脂就是妥協的藝術,矽酮與導熱材料兩者缺一不可,兩者的分量要達到最佳才能完美。
說了一大坨理論,買矽脂時不就是認準導熱系數高低不就可以了嗎?假如真的如此,就不需要寫如此多的前文,實際上,導熱系數越高≠導熱效果越好。
理論上導熱系數越高的矽脂越貴,相對應導熱效果越好。真相是,無論素人評測,還是專業媒體亦或是專業機構,導熱系數越高的矽脂導熱效果并非越好。
▲數據來自超能網——《沙場秋點兵,16款導熱矽脂大比武》,文章完成時間為2007年,文章對矽脂測試結果小結,這裡節選——
性能的測試結果,有些出乎我們意料,本以為各款導熱矽脂間的差距不會太大,最多3-4℃,但結果顯示首尾溫度有6℃之多的差距,導熱矽脂帶來影響甚至大過散熱器的影響,花上幾百元換個高檔散熱器,可能不如花上幾十元買支好些的導熱矽脂更有效果。
......
不能把眼光隻放在高端導熱矽脂上,5元一罐的STARS-350表現出了超高的性價比,同樣吸引了我們的注意,它能很中規中距地完成自己應盡的使命,然後它的價格,其它矽脂卻是望塵莫及。
銀矽脂的表現并不是很好,在頻率為1100MHz的情況下GPU溫度達到78℃
信越7762下GPU的溫度才73℃,比銀矽脂低了5℃
▲數據來自超能網——《淘寶上5元一瓶的矽脂值得買嗎?》,文章完成時間為2017年,文章最後總結——
5元的銀矽脂雖然散熱能力上比不過80元的信越7762,高負載下有5℃的差距,但還是能滿足基本的散熱需求,畢竟價格是擺在那兒的,......如果你對這點溫度差、對頻率提升沒什麼感覺無所謂的話,那麼5元一瓶的矽脂非常适合你,可以值得一買。
▲數據來自CHH論壇網友評測——該原文編輯于2018-8-12,文中最後總結如下——
1.京東和天貓的酷冷納米顔色和塗起來質感一樣.性能也幾乎一樣;
2.某某山的暴力熊比較幹,挺難塗,透明刮刀在包裝外面銷量最高的暴力熊比較濕潤,容易塗抹,黑灰色刮刀在包裝裡面,顔色兩款暴力熊一樣,都接近白色。但是銷量最高的暴力熊溫度低2度;
3.海外直郵的暴力熊和淘寶買的暴力熊顔色不一樣,不過好像也不是同一款矽脂,導熱系數标的都不一樣但是測試結果性能和銷量高的暴力熊矽脂相同4.這幾款矽脂裡最終赢家是利民的TF8..但是差距十分有限.........
▲數據來自值得買值友評測——《【矽脂測評】618在即什麼矽脂值得買!2020年6月市售16款矽脂性能塗抹橫測》文章完成于2020-06-07。文中沒有總結,隻是給出了數據彙總表格。
從多篇的矽脂評測不難發現,越貴的矽脂并非導熱效果越好,部分售價便宜的矽脂甚至可以“逆襲”售價貴的矽脂,那我們還需要買貴的矽脂嗎?對部分特定用戶而言,售價高的矽脂還是具備不錯的“投資價值”。
→售價貴的矽脂優勢有這些......→更廣的溫度使用範圍
例如這款售價17元/克的矽脂,可用溫度範圍-220℃~ 380℃,溫差最大600℃。極限超頻需要極低溫度,普通矽脂無法勝任,因此這種矽脂非常适合極限超頻用戶使用。
→更長的使用壽命
這是一款售價69.9元/3克的矽脂,從産品規格可以了解,産品保存期限可達3年,塗抹後可使用5年(不是應該密封儲存可以保存更久嗎,能有人解釋一下麼)。
有一個奇怪的現象,越貴的矽脂塗抹越困難。塗抹困難說明矽脂含油量低,從側面反映矽脂含有的導熱材料較多,理論上矽脂不會因為時間長了,導熱性能降低。矽脂是一種路遙知馬力的産品,短時間的降溫不代表能長期堅持。
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