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

Important note

The chart graphics in these first tests are still static graphics, but I will also use interactive graphics later, analogous to the fan bank at that time. However, this still has to be programmed.

The thermal resistors Rth

Let’s start with the most important aspect, the thermal resistance Rth. Since I can’t set the Apex against the reference, because itself is the reference, I use a second paste as a substitute, which I also used for calibration, the DOWSIL 340. This is a popular constant in the industry, but it is not suitable for CPUs or GPUs. However, it is very stable over the long term and has no surprises. The most important property of Rth is that it correlates nicely linearly with the layer thickness, while the thermal conductivity describes a completely different curve and remains anything but linear.

We are interested in layer thicknesses of 200 µm and less on the CPU, while on the GPU it is usually 100 µm and less, depending on the bending. Everything else is really for the gallery. Some manufacturers also specify the pure, idealized bulk value here, but this is completely unrealistic. The Apex is very average and solid, but not a top paste for the brief benchmark moment. There is still room for improvement here.

I have now shown the relevant layer thicknesses from 200 to 50 µm as a bar chart for Rth

In the data interface, you can check the determined values again and deselect the deviating values (here everything from 25 µm downwards) for the determination. At this layer thickness, the paste already showed slight signs of disintegration or could not be compressed any further.

But at least I wanted to know how far you can go with good pressure. I could have pressed the whole thing with 300 N, but then nothing would change. But what minimum layer thicknesses can still be achieved? The 10 µm is extremely good, but this is also due to the composition of the fillers. I don’t want to anticipate the analysis, but you can only achieve something like this with high degrees of grinding and as few slurrying zinc oxide particles as possible.

What also seems interesting is the contact resistance, in our case the interface resistance. Here you can see how well the surface of the paste “clings” to the contact surfaces (IHS, heatsink). These values are also easy to compare and meaningful, as they are always the same calibrated reference blocks. Coarser degrees of grinding or a less favorable microstructure can be just as negative a factor, which then influences the effective thermal resistance and thus also the conductivity, as too low temperatures and too high a viscosity.

 

 

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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

10,441 Kommentare 19,507 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

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R
RazielNoir

Veteran

438 Kommentare 200 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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2,462 Kommentare 1,288 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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Danke für die Spende



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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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