Grundlagenartikel Kühlung Luftkühlung Testberichte Wärmeleitpaste und Pads Wasserkühlung

Alphacool Apex Wärmeleitpaste im Labor-Test – Keine absoluten Spitzenwerte, aber langzeitstabil und gut

Mikroskopie und Materialanalyse

Beginnen wir zunächst mit der Mikroskopie. Es ist durchaus interessant zu beobachten, wie sich eine Paste verstreichen lässt und wann sie auf dem Glasträger de facto auf- und abreißt. Man sieht, dass die Paste nur durchschnittlich gut haftet, was auch an ihrer Zusammensetzung liegen mag. Die verwendete Matrix aus Polysiloxanen, also Silikon, ist sehr homogen, aber nicht sonderlich flexibel und fließend, was natürlich auch an ihrer Konsistenz liegt. Sie ist alles andere als viskos, aber auch nicht so flüssig, wie z.B. eine Arctic MX-6. Ich halte diesen Kompromiss für durchaus gut gelungen, aber man braucht auch Skills für ein dünnes Verstreichen.

Schauen wir nun, was drin ist, bzw. was nicht. Ich schrieb ja Eingangs über die Gründe, warum ich die Alphacool Apex als Referenzpaste nutze und im täglichen Alltag fast ausschließlich verwende. Der Anteil an gut wärmeleitendem Korund (Al2O3) ist relativ hoch und wir finden kein günstiges Zinkoxid (ZnO). Ich finde das Verwenden von solch unterschiedlichen Phasen in einer Wärmeleitpaste für meine Zwecke als eher ungünstig, vor allem was die Langzeithaltbarkeit betrifft. Ja, man wird durch die noch kleineren Zinkplättchen die Lücken zwischen den Korund-Kügelchen besser füllen können und damit auch für den Moment wärmeleitender, aber bei einer reinen Silikonbasis sehe ich das eher mit gemischten Gefühlen.

Ideal wären dann Phasen-Wechsel-Pads wie das Honeywell PCM 7950, wo solche Fehler in der Matrix eher selten auftreten, da das verwendete Polymer deutlich stabiler ist. Ich bin aber bei flüssigen Pasten, die sehr gut performen und mit so einer Basis aus Korund und ZnO arbeiten, immer sehr skeptisch. Genau deshalb ist die geheimnisvolle “Gaming Paste A” auch nicht meine Referenz geworden. Aber auch dieses Geheimnis wird bald gelüftet. Kohlenstoff in höheren Mengen habe ich nicht gefunden, was auf weniger aufwendig designte Seitenketten des Silikons in der Matrix schließen lässt. Mit etwas Geschick bekommt man sogar Konsistenzen bis zu Knetgummi hin.

Testequipment für die Materialtests, Genauigkeit und Testvorbereitung

Die Materialprüfung und Vermessung der Pasten und Pads übernimmt mein Keyence VHX 7000 samt EA-300. Damit sind sowohl exakte Messungen als auch recht genaue Massenermittlungen der chemischen Elemente möglich. Doch wie funktioniert das eigentlich? Die von mir für den Artikel genutzte Laser-induzierte Breakdown-Spektroskopie (LIBS) ist eine Art Atomemissions-Spektroskopie, bei der ein gepulster Laser auf eine Probe gerichtet wird, um einen kleinen Teil davon zu verdampfen und so ein Plasma zu erzeugen.

Die emittierte Strahlung aus diesem Plasma wird dann analysiert, um die Elementzusammensetzung der Probe zu bestimmen. LIBS hat viele Vorteile gegenüber anderen analytischen Techniken. Da nur eine winzige Menge der Probe für die Analyse benötigt wird, ist der Schaden an der Probe minimal. Der richtige Schaden entsteht im heutigen Artikel vorher durch meine eher groben Schneid- und Trennwerkzeuge. Diese noch recht neue Laser-Technik erfordert im Allgemeinen keine spezielle Vorbereitung der Proben für die Materialanalyse. Sogar Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase können direkt analysiert werden.

LIBS kann mehrere Elemente gleichzeitig in einer Probe detektieren und kann für eine Vielzahl von Proben verwendet werden, einschließlich biologischer, metallischer, mineralischer und anderer Materialien. Und man erhält eine wirkliche Echtzeit-Analyse, was enorm Zeit spart. Da LIBS im Allgemeinen keine Verbrauchsmaterialien oder gefährlichen Reagenzien benötigt, ist es auch eine relativ sichere Technik, die zudem kein Vakuum wie beim REM + EDX benötigt. Wie bei jeder Analysetechnik gibt es auch bei LIBS natürlich gewisse Einschränkungen und Herausforderungen, aber in vielen meiner Anwendungen, insbesondere wenn Geschwindigkeit, Vielseitigkeit und minimalinvasive Probenentnahme von Vorteil sind, bietet es deutliche Vorteile.

Ich möchte zunächst darauf hinweisen, dass die Ergebnisse der Anteile in den Übersichten und Tabellen absichtlich auf volle Prozent (wt%, also Gewichtsprozent) gerundet wurden, da es oft genug vorkommt, dass sogar innerhalb des vermutlich gleichen Materials Produktionsschwankungen vorkommen können. Untersuchungen im Promillebereich sind zwar nett, aber heute nicht zielführend, wenn es um eine sichere Auswertung und nicht um Spurenelemente geht. Allerdings beginnt jeder Tag im Labor mit der gleichen Prozedur, denn wenn ich anfange, arbeite ich zuvor eine Checkliste ab, die ich mir erstellt habe. Das dauert jedes Mal bis zu 30 Minuten, wobei ich ja eh auf das Erwärmen des Lasers und die richtige Raumtemperatur warten muss.

  • Mechanische Kalibrierung des X/Y Tisches und der Kameraausrichtung (z.B. fürs Stitchen)
  • Weißabgleich der Kamera für alle genutzten Beleuchtungskörper
  • Ausrichtung von LIBS-Optik und Normalobjektiv prüfen, Ausrichtung des Lasers zur eigenen Optik kalibrieren (x300)
  • Standard-Samples der zu messenden Materialien probetesten und ggf. Kurve korrigieren (siehe Bild oben)

 

Kommentar

Lade neue Kommentare

S
SpotNic

Urgestein

1,047 Kommentare 438 Likes

Warum der Arctic einschub? Oder ist der reingerutscht?

Antwort Gefällt mir

A
Alter.Zocker

Mitglied

31 Kommentare 8 Likes

Ich vermute, weil Alpacool im Gegensatz zu Arctic den üblichen Marketing-Gebräuchen bei den Angaben zur Wärmeleitfähigkeit doch nicht widerstehen konnte, damit gelogen hat und die Angabe folglich nicht als Referenzangabe taugt. Der erste Test soll ja wegen der verlässlich hohen Konstanz und Langzeitstabilität der Produkt-Eigenschaften bei der Alphacool Apex trotzdem genau damit durchgefürt werden und damit als Referenz für folgende Tests von weiteren WLP dienen. Da braucht es halt Referenzangaben, die bezügl. Wärmeleitfähigkeit Alphacool eben nicht liefert, sondern offenbar eben nur Arctic…

Antwort 1 Like

T
Taubenhaucher

Neuling

9 Kommentare 1 Likes

Die Antwort auf die Frage hat Igor doch direkt über das Arctic Zitat geschrieben.

Antwort 1 Like

DigitalBlizzard

Urgestein

2,445 Kommentare 1,281 Likes

Danke Dir @Igor Wallossek , ich habe das Gefühl, dass diese Messserien ( ja wirklich 3S ) endlich mal vielen Usern ein wenig die Augen öffnen, denn aus meiner Sicht hat gerade im Bereich Kühlung der "Werte Hype" mittlerweile jegliche Vernunft und jeglichen Blick für die wirklich wichtigen Dinge vernebelt.
Die Schlacht um noch ein W/(m·K) mehr ist längst essentiell geworden.
Graphen, Graphan, Carbon, Sternenstaub und Siemens Lufthaken, hier ist es mit den Angaben und Marketing Werten wie im Radsport, wer nicht auch "dopt" hat keine Chance.
Jetzt werden mal wieder die Honeywell Pads gehypt, morgen wird's das nächste sein.

Wer sich mal in den letzten 25 Jahren die ewigen Ranglisten der ganzen Tests auf Websites usw angeschaut hat, dürfte festgestellt haben, das im der Realen Anwendung dann keine wirklich besseren Kühlwerte erreicht wurden, da ging es immer um 1-2 Grad mehr oder weniger in einer Tabelle mit sagen wir 20 Pasten.
Und wenn man dann eine Paste ausgesucht hatte, und hat sich verschiedene Tests dazu angesehen, waren auch hier immer Abweichungen oder andere Ranglisten bei den verschiedenen Websites zu finden.
Das ist natürlich auch den Tests selbst geschuldet, denn anders als bei der chemischen und physikalischen Analyse und Messung wie sie jetzt hier stattfinden, ist eine Messung auf dem System immer anderen Faktoren unterworfen.
Auch bei normalen Test müsste man zur Vergleichbarkeit einige Faktoren normieren, es sollte tunlichst immer die gleiche CPU und der gleiche Luftkühler mit maximaler Drehzahl zum Einsatz kommen, das ganze in gleicher klimatisierter 21 Grad Umgebung und vor allem muss der Pastenauftrag immer identisch sein, wo ich mal wieder unser X-Apply Baby anführen möchte , damit alleine die Testbedingungen in der Basis nahezu identisch sind.
Ansonsten sind diese ganzen Tests eben auch zu stärken Schwankungen unterlegen.

Aber vor allem sollte man einen genaueren Blick auf ganz andere Faktoren als den gehypten und oft zu optimistischen W/(m·K) Wert lenken.
Da wäre die Anwendbarkeit ( z.B. Viskosität), Langzeitstabilität, die chemische Stabilität und Zusammensetzung wesentlich wichtiger, als gewürfelte W/(m·K) Werte.

Und deshalb werden wir ( unser Partner und die M&F Product Development GmbH ( X-Apply) ) auch anregen, dass die Realtests dann auch genormt mit X-Apply stattfinden sollten, um hier zumindest eine einheitliche Ausgangslage zu schaffen, dazu werden wir dann auch den Testern entsprechende Exemplare zur Verfügung stellen.

Und wenn man dann noch die echten Labortests, der von Igor sezierten Pasten dazunimmt, dann kann man als Anwender auf wesentlich bessere und verlässlichere Informationsgrundlagen und Kaufentscheidungshilfen zurückgreifen.

Und spätestens dann, machen gehypte W/(m·K) Werte aus Marketingsicht keinen großen Sinn mehr.

Antwort 6 Likes

Klicke zum Ausklappem
S
SpotNic

Urgestein

1,047 Kommentare 438 Likes

Ja, ich hab das schon gelesen, nur der Sprung zu Arctic erschloss sich mir nicht wirklich.

Antwort Gefällt mir

Martin Gut

Urgestein

7,915 Kommentare 3,678 Likes

Toller Test. Ich vermute, dass Igor recht erleichtert ist, dass die ganze Testanlage nun funktioniert und er die Tests präsentieren kann. Das ist ein wichtiger Schritt, der damit erreicht ist. :cool:

Antwort 4 Likes

echolot

Urgestein

1,098 Kommentare 848 Likes

Erster großer Test nach Ankündigung. Für den Riesenaufwand erst einmal großes Lob. Die Kurve unten stellt ja die Differenztemperatur in Abhängigkeit von der Schichtdicke dar. Mich hätte interessiert was wohl rauskäme bei den machbaren 10 um bei der Apex Paste.
Da linear, reicht für einen direkten Vergleich eine Geradengleichung aus. Mit Angabe der kleinstmöglichen Schichtdicke BLT.
Nachtrag: Die Geradengleichung bezieht sich auf den Wärmewiderstand.

View image at the forums

Antwort 3 Likes

echolot

Urgestein

1,098 Kommentare 848 Likes

Bis dato hat mir immer die Schwarmintelligenz bei Amazon geholfen. Bei neuen Produkten sollte man sich jetzt besser auf Igor verlassen.

Antwort 3 Likes

DigitalBlizzard

Urgestein

2,445 Kommentare 1,281 Likes

Die machbare Schichtdicke ist halt auch stark davon abhängig, wie plan die Kontaktflächen über und unter der WLP sind.
Die 10 Micron sind in der tatsächlichen Anwendung auf normalen IHS' absolut unrealistisch, tatsächlich ist eine realistische Schichtdicke in verteiltem Zustand auf der Fläche , die dann eben auch ihren Job, dem Ausgleich von Unebenheiten macht, eher bei 40-55 Micron zu verorten. Denn um diese Flächenvariabilität auszugleichen braucht es einfach eine Mindestschichtdicke.
10 Micron kannst eher in hochpräzisen industriellen Anwendungen suchen, in der normalen IT Anwendung Zuhause eher nicht praktikabel.
Wir testen gerade eine Temp-Down Variante von X-Apply, die real eine Schichtdicke nach Verteilung von ca. 30-35 Micron aufweist, aber da müssen wirklich alle Parameter stimmen, die Flächen maximal plan sein.

Antwort 4 Likes

echolot

Urgestein

1,098 Kommentare 848 Likes

Danke. Das ist mal eine brauchbare Information aus der Realität mit der man etwas anfangen kann.

Antwort 2 Likes

FfFCMAD

Urgestein

689 Kommentare 187 Likes

"Schickdicke" auf der ersten Seite ist gut ^^

Antwort Gefällt mir

DigitalBlizzard

Urgestein

2,445 Kommentare 1,281 Likes

Wenn man gesichert keine Aluminiumbestandteile im IHS oder Kühlblock hätte, könnte man tatsächlich auch Gallium nutzen, blöd nur, das es unter 30Grad kristallisiert und nebenbei Aluminium wegfrisst, elektrisch leitfähig wie Stahl oder Wasser ist.
Aber wäre für die ganzen Marketing Vögel ein tolles Produkt, "Terminator" Flüssigmetall Paste mit 30 W/(m·K).

Antwort 1 Like

DigitalBlizzard

Urgestein

2,445 Kommentare 1,281 Likes

Schickdicke bezeichnet das maximale Höhenmaß eines Briefes. Brief!? Bekannt? Langsames Fax, physische E-Mail 📩 oder bei Behörden auch gerne " Digitalisierung" genannt 🤣
Ältere kennen das noch
Ich werde sowas auch nutzen, um Igor die Pasten zu schicken, bekomme die ums verrecken nicht in eine Mail hochgeladen😉

Antwort 5 Likes

RedF

Urgestein

4,823 Kommentare 2,683 Likes

Das Flüssigmetall ist meist Gallium 70% Indium 15% Zinn 15%, das ist auch noch bei Raumtemperatur Flüssig, Alu frisst es aber gerne.

Antwort 2 Likes

DigitalBlizzard

Urgestein

2,445 Kommentare 1,281 Likes

Ja, Gallium ist ein geiles Zeug, wenn Du Spaß haben willst, nimmst einen schönes IHS aus Alu, schleifst die Beschichtung runter und setzt dann nen Tropfen Gallium drauf, dann hast in Kürze freie Sicht auf auf sie Eingeweide.
Bekannte Sätze von schlechten Chemikern:
" Ich hatte doch gestern hier noch so ein eine Dose mit Gallium hingestellt, hat die irgendwer gesehen, war eine silberne Alu Dose auf der mit Edding " Gallium" geschrieben stand."

Antwort 3 Likes

Saschman73

Veteran

494 Kommentare 290 Likes

btw
Beim nächsten mal Ausrichten würde ich Beilagscheiben (idealerweise geschliffene) bei den Innensechskantschrauben beilegen.
Das Kupfer wirds über die Jahre danken und beim Festziehen verrutscht auch nichts.
Sorry, aber sowas triggert mich einfach! 😏

View image at the forums

Antwort 3 Likes

Igor Wallossek

1

10,440 Kommentare 19,496 Likes

Ich habe ja in allen weiteren Tests auch die 50 bis 200 µm in 50er Abstufungen als vergleichende Balkengrafiken aller Pasten, das geht in der interaktiven Datenbank später sogar noch besser,

Mich auch, aber das kam so vom Hersteller. Längere Schrauben sind aber bereits bestellt. Ich habe das schon als Verbesserungsvorschlag vorgemerkt. :D E-Klasse-Improvement

Antwort 6 Likes

R
RazielNoir

Veteran

437 Kommentare 199 Likes

Hm. Testest du dann auch das Thermal Putty und die PCM's wie Honeywell dagegen? Oder nur die Pasten.

Antwort Gefällt mir

DigitalBlizzard

Urgestein

2,445 Kommentare 1,281 Likes

Sehr geil, ich denke vielen ist die Problematik der Schichtdicke nicht unbedingt bewusst, aber IHS' sind nunmal konvexe oder konkave Mistkrüppel bei denen man auf der verfügbaren, nominalen Kontaktfläche quasi nie die gleiche Schichtdicke durchgängig haben kannst, sondern Teilweise nur 30-40% der Kontaktfläche die möglichst geringste Schichtdicke erzielen kannst, und den Rest der Fläche dicker ausspachtelt kannst.
Also in der Mitte des IHS nen schönen Hexenbuckel der 20-30% der Kontakfläche wölbt, und wo man am besten/höchsten Punk, vielleicht 30 Micron Schichtdicke erreicht, 5-10 mm daneben musst aber schon auf 50,60,70 Micron auffüllen.
Oder schlimmer noch, umgekehrt, wo Du mittig den schönen Talkessel hast und nur die Ränder aufrage und geringe Schichtdicken zulassen aber in der Mitte ein Pfund Pampe die Wärmeabfuhr behindert.
Aber das brauch ich Dir ja nicht zu erzählen, Eulen nach Athen getragen.

Antwort 1 Like

Danke für die Spende



Du fandest, der Beitrag war interessant und möchtest uns unterstützen? Klasse!

Hier erfährst Du, wie: Hier spenden.

Hier kannst Du per PayPal spenden.

About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

Folge Igor auf:
YouTube   Facebook    Instagram Twitter

Werbung

Werbung