Was ist ein Phasenwechsel-Wärmeleitpad und wie funktioniert es?

Wärmeleitpads und Wärmeleitpaste sind integrale Bestandteile der Kühlmechanismen unserer Computer. Im Laufe der Jahrzehnte haben wir verschiedene Iterationen dieser Materialien gesehen. Eine neue Entwicklung in diesem Bereich ist aufgetaucht, und das Spannende daran ist, dass sie sich einen physikalischen Prozess namens "Phasenwechsel" zunutze macht

Was sind Wärmeleitpads mit Phasenwechsel?

Ein Phasenwechselmaterial (PCM) ist ein Stoff, der Wärme speichern und abgeben kann, wenn er von einem physikalischen Zustand in einen anderen übergeht. Im Zusammenhang mit Computern könnten PCM-Wärmeleitpads, die von einem festen in einen flüssigen Zustand übergehen, als Alternative zu herkömmlichen Wärmeleitmaterialien (Thermal Interface Materials, TIMs) wie Wärmeleitpaste verwendet werden. Die Umwandlung erfolgt bei einer Temperatur knapp über der Raumtemperatur, was sie für den Einsatz in der Unterhaltungselektronik geeignet macht.

Im Rahmen dieses Artikels konzentrieren wir uns hauptsächlich auf die Honeywell PTM7000-Serie, ein nichtleitendes Material, das für den industriellen Einsatz in Leistungssteuergeräten, Wechselrichtern und in der Automobilindustrie vorgesehen ist, das aber auch von einigen Enthusiasten verwendet wird, um ihre Elektronik kühl zu halten. ein weiteres vielversprechendes PTM ist Gallium, ein Metall mit einem Schmelzpunkt von 29,76°C (85,58°F). Alienware verwendet Gallium (Element 31) in einigen seiner High-End-Notebooks, wie dem Alienware X15 und X17.

Phasenwechsel-Thermopad vs. Wärmeleitpaste: Wann man Pads verwenden sollte

PTM-Wärmeleitpads könnten eine hervorragende Alternative zu herkömmlicher Wärmeleitpaste sein. Honeywell behauptet, dass die PTM7000-Serie eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 6-8,5 W/mK (Watt pro Meter Kelvin) aufweist, was auf dem Niveau von High-End-Wärmeleitpaste liegt. Von der Wärmeleitfähigkeit von Flüssigmetall ist das noch weit entfernt von bis zu 73W/mK, die "ultimative Lösung" für Enthusiasten, denen es nichts ausmacht, ihre Komponenten einem Risiko auszusetzen.

Linus Tech Tips hat das Honeywell PTM7950 Pad gegen die hoch angesehene Noctua NT-H2 Wärmeleitpaste und Thermal Grizzly Conductonaut Liquid Metal getestet. Sobald die PTM7950 die Möglichkeit hatte, ihre Phase zu verändern (zu schmelzen), schnitt sie etwa genauso gut ab wie die Noctua NT-H2. In der Tat war der Unterschied zwischen den dreien unbedeutend.

Bevor Sie nun losrennen, um sich PTM7950 zu besorgen, sollten Sie wissen, dass es schwierig ist, ein echtes Honeywell-Wärmeleitpad zu finden, und dass es viel mehr kosten kann als eine hochwertige Wärmeleitpaste für nur eine einzige Anwendung.

Der Hauptvorteil von PTM7950 besteht darin, dass es über ein Jahrzehnt lang eine optimale Leistung erbringen kann, während selbst die beste Wärmeleitpaste nach ein paar Jahren austrocknet und ihre Leistung verringert. Honeywell hat die PTM7000 gründlich getestet, indem sie 1.000 Zyklen lang zwischen -55°C und 125°C wechselte. Das schockierende Ergebnis ist, dass die thermische Impedanz der PTM nach dem Test tatsächlich gesunken ist, was bedeutet, dass das Material noch besser funktioniert.

PTMs sind auf jeden Fall eine erstaunliche thermische Lösung - vorausgesetzt, sie werden vom Hersteller vorinstalliert. Ein weiterer Anwendungsfall ist, wenn Sie ein Enthusiast sind, der eine dauerhaftere Lösung sucht, ohne alles mit Flüssigmetall zu riskieren. Für alle anderen ist Wärmeleitpaste immer noch praktischer, billiger und einfacher anzuwenden.

Einige Hersteller verwenden bereits Phase-Change-Wärmeleitpads

Ich habe oben bereits die Alienware-Laptops erwähnt, die Gallium verwenden, aber Redditors haben Beweise gefunden, die darauf hindeuten, dass einige Lenovo Legion-Laptops Honeywell PTM7958-Pads verwenden, eine optimierte Version des PTM7950. Auch MSI hat etwas Ähnliches getan - MSIverwendet Phase-Change-Metall-Pads, die sich bei Erwärmung im Wesentlichen in flüssiges Metall verwandeln.

Die Aussichten, die diese Entwicklungen bieten, sind aufregend. Wenn die Hersteller die PTMs übernehmen und sie auf Produkte wie CPU-Kühler und Grafikkarten auftragen, könnten wir endlich aufhören, unsere teuren Spielzeuge auseinandernehmen zu müssen, um kleine Kühlungsverbesserungen zu erzielen, die mit High-End-Wärmeleitpaste verbunden sind.