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6up亚洲版AS夏日PC消暑指南:硅脂的选择与性能测

发布时间:2020-05-14 02:58

  相信很多看过《夏日PC消暑指南:除尘篇》的读者,已经跃跃欲试的要自己动手为爱机除尘降温了,但是除尘只是最简单的一步。真正拆下散热器后看到几近干涸的硅脂,大家又该发愁了。这一坨黏糊糊的就是硅脂?我到底该选择什么种类的硅脂?不同价位的硅脂间导热性能究竟有多大差距?

  有的读者问道:我这么老的机器了换高端风扇或者水冷设备完全不值得啊,但是我已经按照笔者你的建议除过尘了还是热成狗怎么办?!

  如果是这样的情况,笔者首先要恭喜你终于找到了电脑罢工的最大元凶,就是这片毫无生气的“硅脂”。想要解决这个问题也很简单,选择一款适合自己电脑情况的硅脂重新涂好,恢复散热性能的电脑立马又会生龙活虎起来。

  由于工艺限制,在实际中根本不能达到散热器底座与CPU接触面绝对平整,也就是说二者之间的接触根本不可能达到100%。接触不充分就会导致接触间隙存在一定量的空气,空气作为热得不良导体,会大大降低传热效果。而硅脂凭借良好的延展性和较高的导热率成为了CPU与散热底座直接缝隙里最好也是最便宜的填充介质。

  我们在显卡和CPU上涂抹的膏状物即是硅脂。PC中使用的硅脂的全称叫导热硅脂,是硅脂大家族中的一员。导热硅脂又俗称“导热膏”“硅胶”,是一种高导热率的绝缘有机硅材料,其成分主要由做基础油的特种硅油、做填料的特种金属氧化物以及添加剂构成。大部分硅脂是粘稠度较低的膏状物,由于加工工艺和填料的不同会呈现白、灰、黑、金等颜色。

  硅脂工作温度范围很大而且本身很难固化(当然仅限于有效期内,拖到硅脂固化都懒得换的也是神人)。凭借良好的导热、耐温、绝缘特性成为了耐热器件理想的介质材料。而且性能稳定,在使用中不会产生腐蚀气体,不会对所接触的金属产生影响,广泛应用于各种工业产品中,所以PC用散热硅脂是硅脂家族中很小的一个部分。

  影响硅脂的导热效果主要有含油率、热阻、导热系数及延展性四个重要参数,其中含油率和热阻越小越好,高油度的硅脂在长期存放后会分离出大量的水质油脂,降低传热效果,热阻则是阻止热量传递的能力的综合参量。而后两者均为越大越好,但由于这些参数测试均需要专业的环境及器材,也有专业的技术指标,受于技术和器材限制,笔者无法完成这些参数的对比测试,只能通过官方标称来识别。

  现在市场上硅脂品牌很多,6up亚洲版AS不少打着“掺金”“渗银”的旗号,“掺金渗银”真的会提高硅脂的导热效果?确实,添加金属氧化物会在一定程度上提高硅脂的导热率,但是首先请大家看一看常见金属的导热率。

  我们可以看到,导热率最高的金属是银,铜的导热性与银差距不大。但是金的导热性尽管比铝好一些,但与银仍有较大差距。从材料本身导热性来说,金并不适合作为硅脂填料。所以市场中所谓的“黄金”硅脂,即便真的添加的金效果也不会太好。

  排除材料本身的导热性,填料本身颗粒的尺寸对硅脂的导热性能也有很大的影响。前文已经提到,CPU与基座之间的缝隙被填充的越紧密,热量越容易被传导出来。导热硅脂填料颗粒越小,硅脂越能获得更好的导热性能。举例而言,信越7783这款公认导热性能良好的硅脂,在宣传中集中强调的就是其“纳米级”的分子材料,对填料本身采用了何种金属并未提及。所以,并非含银量越高导热性越好。

  所以一款好的硅脂应该具备以下几个有点:含油率低(外观粘稠),填料颗粒直径小,填料材质导热率高。

  笔者看到不少网友甚至对牙膏替代硅脂也进行了尝试,首先不能否认牙膏能起到一定的导热效果,但用牙膏替代硅脂的方式是绝对错误的。因为牙膏成分复杂且含有一定量的水分,受热挥发可能会造成CPU元件的腐蚀甚至短路。

  一个手指套,一个小刮板就是笔者涂硅脂需要的全部工具了。很多品牌的硅脂都会在包装中附带一个小刮板,笔者的刮板已经遗失只好使用自制工具。

  在如何涂抹CPU硅脂的问题上,包括硅脂厂家也没有一个完全标准化的涂抹流程。涂抹硅脂目标就是把硅脂涂得薄而均匀,不能存在气泡,这样才能保证CPU与散热器基座之间的缝隙被完全填充。所以诸如“一点红法“、”九点法“等多种流派之间其实都是殊途同归。

  在涂抹硅脂之前最好用医用酒精棉片将CPU表面彻底清理干净,如果CPU表面有氧化物的话可以用橡皮擦擦拭清除氧化物。清理后取适量硅脂涂与CPU表面。

  随后首先用刮板或手指套大致把硅脂抹开,然后用刮板尽量将硅脂刮得均匀平整即可。

  硅脂在CPU散热器扣具扣紧后,多余的硅脂会被挤出余下的硅脂会自然处于比较理想的状态。

  最后风扇的安装过程,扣具要按照对角线均匀同时用力的原则上紧,才能保证硅脂挤压过程受力更加均匀,获得更好的导热效果。

  本次评测之前笔者购买了四款很有代表性的硅脂分别为:星牌 612黄金硅脂、星牌 DRG102硅脂、酷冷至尊 酷妈凉膏和IC DIANOND7钻石硅脂。

  酷冷至尊 酷妈凉膏 40g装 京东商城 售价39.9元购买链接

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  酷妈凉膏作为本次四款硅脂中标称导热系数最低的产品,其膏体外观为纯白色,粘稠度很低,可见明显硅油渗出。本款硅脂导热系数恰好在1W/m·K左右,所以导热性能测试将以此为基准,导热效果尚可接受。40g装售价为40元,非常适合硅脂消耗量大要求不高的装机店使用。对于散热要求较高又怕买到伪劣产品的用户,酷冷至尊的”黄金硅脂“也是个不错的选择。

  星牌 DRG102 由于添加了约30%的金属氧化物DRG102膏体呈现银灰色,粘稠度较之酷妈凉膏略高,可见明显硅油渗出。此款硅脂标称导热系数为1.2W/m·K,很多淘宝店铺和电脑城的店家都宣称这款硅脂是“含银”的。从实际测试情况来看,其导热能力甚至还不如酷妈凉膏,所以笔者对商家宣称的“含银”表示怀疑,所以在此不做推荐。

  星牌 612黄金硅脂是本次评测中唯一的一款“黄金硅脂”,因为添加了所谓“黄金”导致其每克单价达到了3元,其膏体粘稠度很低,可见明显硅油渗出。其标称导热系数达到了1.729W/·mK,上文笔者已经谈到硅脂含金噱头大于实用,但是不论这款硅脂的填料到底是不是金氧化物,这款“黄金”硅脂的实际散热能力还是值得肯定的。1.5g的容量足够涂五六片CPU而售价仅为4.5元,非常适合追求经济实用的用户实用。

  大名鼎鼎的ICD7,号称7.6克拉的膏体中含有约7克拉金刚石(钻石)粉末。其膏体呈深灰色,粘稠度很高,表面无硅油渗出痕迹。其标称导热系数高达4.5W/·mK,实测导热效果非理想,相同烤机条件下与DRG102有10℃的差距。考虑到磨合时间较短,在持续使用一段时间后相信ICD7还会有更好的表现。但是其1.5g装售价高达43元,而且涂抹难度较高,因此只适合对硅脂性能要求很高且有一定经验的高级DIY玩家使用。

  由于含有金刚石颗粒,使用ICD7会使CPU表面留下一定程度的划痕。介意的朋友可以选择以下两款高端硅脂

  金刚石作为自然界中导热率最高的物质其导热率高达2500W/·mK,超高的导热率是因为金刚石与普通金属在导热原理上有本质的区别。普通金属依靠环绕在原子周围的电子运动导热,而在金刚石晶体中,热量主要靠组成晶格的原子震动来完成(学界称之为热能量子或声子),这种方式使得热量传输速度快、损耗小才使得金刚石导热性能非常好。

  此次测试硬件平台的搭建过程中考虑到不同价位的散热器效能差异巨大,所以选用了英特尔原装风扇。CPU上也基于大众情况的考虑选用了酷睿 i3-4160,这款22nm的四代酷睿CPU热设计功耗为54W,对于散热性能有限的原装风扇来说刚刚好。

  烤机测试软件Prime95是一款专门测试系统稳定的软件,在所有的拷机软件中,Prime95是公认的最残酷的一款。它把负荷高得有点离谱的工作量加载在CPU身上,以此来考验CPU的承受能力。这一测试因其可以发现其他测试程序无法发现的稳定性问题而备受关注,更加被许多专业的计算机 OEM 制造商用来确定计算机的稳定性。

  烤机测试是将Prime95打开后,运行其torture模式中的In-place large FFTs项,同时启用AIDA64软件记录CPU核心和表面的温度曲线。在进行烤机一小时以上,温度曲线稳定后记录数据。

  从测试中可以看到,效果最差的DRG102和效果最好的ICD7相差了10℃左右。每款硅脂的磨合期也不一致,因此一小时的测试可能对ICD7不太公平,而额外添加的液态金属不但没有好效果,反而价格昂贵,并带腐蚀性。星牌612这款硅脂能取得不俗的成绩也是意料之外。

  总结:小小的硅脂能引起如此大的温度差距说明硅脂确实需要让大家重视,一款好的硅脂和一个正确的硅脂涂抹方法可以让你在低投入的情况下让你的电脑获得明显的降温效果。这次测试所用的英特尔原装风扇在散热能力上十分有限测试结果仅作为参考基准,换装中高端散热风扇以后温度还将会有大幅度的降低。■0人已赞