同樣的散熱膏為什麼每個人測出來的效果都不一樣? 效果不好會造成什麼樣的影響?
 

常常在看網兄們及國內外各大測試網站做散熱膏之間的效果測試，
但是同樣的散熱膏每個人測出來的效果都不一樣，
覺得很納悶，好在敝人學過熱力學、材料學、奈米學程，還有點本事探討原因。

用學術理論分析的結果，
發現主要和散熱膏塗的厚度、散熱片與cpu的接觸面積、接觸面混入空氣量有關。
(相同型號 每批貨的差異不討論)

[散熱膏塗的厚度]
依照Thermal conductivity公式:
k = (Q/t) *L/(A*T)
k：熱導率、Q：熱量、 t：時間、L：長度、A：面積、T：溫度差
在SI單位，熱導率的單位是 W/(m*K)

可以得知散熱膏塗的厚度和熱通量成1次方反比
假設你塗的散熱膏塗厚0.5mm，也就是單位長度１Ｍ的１／2000，
代入公式之後，單位時間通過的熱量將提升2000倍。

再假設你塗的熱膏塗厚１mm，同樣代入公式，結果只提昇１０００倍，
0.5mm的厚度可以造成1000倍的差距。

[散熱片接觸面積]
同樣依照Thermal conductivity公式:

可以得知散熱片與cpu的接觸面積和熱通量成1次方正比

以intel的Core 2 Duo E4系列為例，
cpu上的不鏽鋼殼約為3cm X 3cm，(接觸面積/100cmx100cm)
而原廠給的散熱片，底部接觸面是一個直徑約2.6cm的圓面，面積約為5.3cm^2。
可用的接觸面積=5.3cm^2，
5.3cm^2為單位面積(100cmx100cm)的0.00053%，
所以單位時間通過的熱量也就只有0.00053%。

如果換一個相同材質的平底散熱片，接觸面積完全利用到原廠cpu不鏽鋼殼的9cm^2，
效率將會提升69.8%。

[接觸面混入空氣量]
散熱膏是混合物，它的Thermal conductivity可以說是各種成分按比例加權後的平均值，
然而，空氣的Thermal conductivity非常低(一時查不到數據)，比純水的0.81w/m.k還低。
如果混入愈多空氣，結果可想而知。
(所以挑散熱膏一定要注意黏度，愈低愈好，
買了高價格高效率高黏度的散熱膏，
卻因為混入太多空氣而比低價低效率低黏度的散熱膏還差，這樣不是很嘔!)

=========================實例計算=============================
以Thermal conductivity為6w/m.k的散熱膏為例(夠高了吧)，
若cpu的TDP=65w且全速運轉，
接觸面積=9cm^2，熱膏塗厚度0.5mm，不考慮空氣混入，
散熱片底部和cpu不鏽鋼殼的溫差5度。

代入公式得到54w/h，不及cpu的發熱量，因此及cpu的溫度會一直上升至燒掉。


有人會問『既然如此，為什麼優秀的散熱器可以讓cpu全速一直運轉?』
別忘了還有一個變數"T：溫度差"，
優秀的散熱片+風扇可以維持一個足夠大的溫差，提升熱的通過量。
以上述情況，溫差要維持在6.2度才能打平。


結論:散熱膏不夠力的話，散熱片+風扇就要夠優秀才行，
但是風扇轉速提升的同時噪音也跟著提升。
(如何選低噪音高效能的散熱器又是一篇大論了)

如有寫錯，請各位網兄不吝鞭之，教學相長是也。

======================= 後 記 ======================

溫度會改變物體的化學結構，物理性質也隨之改變，
優秀的散熱膏的Thermal conductivity應該要能在CPU工作溫度內維持定?，
若能隨著溫度升高而增加是最好不過。

散熱膏用久了會變乾變硬，化學結構與成分比例可想而知已經改變，
因此Thermal conductivity亦跟著改變(變大變小不知道)。

但是廠商所發佈的都只有1個數值，沒有說明是什麼狀態下的Thermal conductivity，
也很少說明什麼狀態下需要更換散熱膏。
這樣不太負責吧?!

有點不知所云的文章，畢竟熱不是到了Cooler就馬上被帶走的
每個人的機殼散熱程度、硬體溫度、室溫等等都不一樣
就算是同樣的散熱膏，CPU Cooler也不一樣，當然最後的結果就不同
不然大家發展散熱膏不就好了？還要裝Cooler是嫌錢不夠少嗎？ :stupefy:
而且差不多的東西發兩篇也不好 :jolin:

夠輪認為(台灣狗乙)

散熱糕的等級對於不會帶來大幅度的差距
不管是哪一牌的,塗上之後散熱器一壓
散熱器與CPU表面就整個貼著

因為二者相貼會有一些空隙
散熱糕可以將空隙填滿,以增加導熱能力

但其實空隙非常的微小
微小到肉眼難見
有沒有加上散熱糕,溫度差距可能還不到1度

同理
散熱糕的不同也只會有1~2度的差距,搞不好更微小


另外如樓上大大所示
環境.配備.頻率的不同都會造成測試的差異

再加上某些雜誌社.或是業代
會對特定產品的測試灌水
所以一些測試數據不是很準確

so which 散熱糕 is a good choice?
if don't use 散熱糕 會有何結果?

Chinglish..... :p

散熱碗糕依舊是最佳選擇 :)

只是不要太相信高價散熱膏
所帶來的效益

其實一般的散熱膏就能達到良好的熱傳導效果 :)

商人總是喜歡誇大自身產品
這也是一種行銷手法

就拿牙膏廣告來說
其實擠一小段就有清潔效果
****卻老是擠一大條

目的就是希望消費者購買的牙膏
能消耗的快一些 :laugh:

相同的一個人做兩次不同時間點的測試(測完打掉擇日再重組)都不見得能取出完全一樣的測試數據(測試誤差)

更不用說不一樣零組件在不同環境下所測的結果要一致更是難上加難.

簡化的理論與實際的差距都還沒算進來.

還有人為的解讀甚至數據的美化工作, 更是時有耳聞, 多參考幾篇知道大概的就好.

好的產品自然有口碑, 會廣被推薦的也不會太糟. 廠商沒空做那麼多科學研究寫在手冊裡.

玩家根本不會看, 只有實測結果才是王道, 價格合理好用才是重要.

因為二者相貼會有一些空隙
散熱糕可以將空隙填滿,以增加導熱能力

這是正確的~

不加散熱膏是不只差1度啦~呵呵!
不過可能用不到半年就要上維修廠了!

本人之前因為相信散熱膏越薄越好所以上太薄了,半年送修了二顆cpu!
所以現在上膏都不會上太薄,因為只要你上的夠散熱片一壓多的都會排掉,當然不能太誇張^^,散熱效果會比較好!
但如果你上的太少,你測試的時候就知道了,全速的時候會倍速狂飆,很容易知道上的夠不夠~
只是你上好後一定要測試全速時溫度到逹多高,是否正常,這樣就不怕上的不夠了!

散熱膏的部份小弟也玩過很多,其實差最多的還是散熱器,散熱膏只是補空隙,熱傳導再好的散熱膏溫差也不會太大,小弟覺的c/p值還是比較重要~

差最多的還是補空隙的部份,只要上的夠都不會差太多cc

不加散熱膏的話，溫度最多可以差到20度以上喔 :eek:

明白 :ase

看來還是看使用者的實際使用經驗以及自行測試
會比道聽途說來得準確 :shy:

謝謝啦 :like:

那請問如何塗抹才是正確的?