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Alphacool Apex thermal paste in-depth Review – No absolute top values, but long-term stability and good

Measurement according to ASTM D 5470-17

I determine comparative test data under identical conditions, whereby all interfering factors (such as die distortions or non-coplanar contact surfaces) can be excluded. For me, ASTM D 5470-17 is the primary test method for determining thermal conductivity and thermal resistance, whereby I only use ASTM D 5470-17 and not the complementary electrical methods according to JESD 51-14. The values in a TIM provider’s data sheet should be developed using ASTM D 5470-17 to produce comparable values to be determined under the following conditions:

– Controlled surface conditions
– Unidirectional heat flow conditions
– Parallel contact surfaces
– Precisely known clamping forces

And this is exactly where my TIMA5 comes into its own. It is a fairly compact all-in-one tabletop device that combines the measurement setup and the required PC in one device. It is therefore a self-sufficient and, above all, automated measurement setup that I can also run in parallel to other tasks in the background. All data is stored directly on the NAS via the network, so that’s safe. The device is calibrated and has already passed the first plausibility test. I measure the pastes at an average paste temperature of 60 degrees.

As this all seems a bit complex to outsiders, I have placed the individual assemblies against the function diagram so that you know where and how the measurements already explained take place. I have already explained in detail what happens in the background and how the whole thing works in the linked basic article. I don’t need to repeat all that again.

I will illustrate this once again in the already familiar diagram so that you can better visualize the meaning of these values to be determined. We can see that the effective thermal resistance affects both the material and the two contact surfaces. Yes, there are very sophisticated methods, including pulsed lasers, which can also evaluate the pure bulk value very accurately, but in practice we ALWAYS have contact surfaces. I use reference bodies with a standardized (low) roughness for the measurements so that I can also draw conclusions from these in practice. I then end up with two values, the effective thermal conductivity and a value averaged over all measuring points of the different layer thicknesses BLT minus the extrapolated contact resistance.

External cooling is provided by a laboratory chiller from IKA, which can maintain the water temperature almost to the decimal place and which not only cools but can also reheat if necessary so that the required 20 °C water temperature can always be maintained. The hoses are connected using Festo couplings and a special hose.

I will leave the theory at that, because we are waiting for the measurements.

TIMA_5-23_datasheet-3

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SpotNic

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Warum der Arctic einschub? Oder ist der reingerutscht?

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Alter.Zocker

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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…

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T
Taubenhaucher

Neuling

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

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DigitalBlizzard

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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.

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SpotNic

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

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Martin Gut

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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:

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echolot

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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.

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echolot

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

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DigitalBlizzard

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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.

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echolot

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

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FfFCMAD

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"Schickdicke" auf der ersten Seite ist gut ^^

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DigitalBlizzard

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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).

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DigitalBlizzard

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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😉

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RedF

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

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DigitalBlizzard

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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."

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Saschman73

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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! 😏

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Igor Wallossek

1

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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

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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.

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DigitalBlizzard

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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.

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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