Что такое термопаста и как ее наносить?

 

В этой статье я постараюсь дать максимально возможное количество нужной теории. Если вы хотите раз и навсегда для себя понять, что такое термопаста, из чего она состоит, какой цели служит и как правильно наносить термопасту на процессор и видеокарту – вам обязательно нужно ознакомиться с этим материалом.

Для чего все это знать? Знание теории позволит вам понимать принципы работы с термоинтерфейсами. А значит, вы будете хорошо понимать, что происходит с вашими компонентами при нагревании, использовании разных термопаст, систем охлаждения и т.д. Знание – сила!

Также важно в этом разбираться потому, что при перегреве, компьютер начинает работать с перебоями и появляются неприятные тормоза в работе. Отчасти их можно удалить с помощью разных программ, но никакая программа не заменит термопасту на процессоре за вас.

Эта статья не претендует на статус научной. В ней я хочу передать основные понятия простыми словами. Поэтому прошу физиков, электротехников и других специалистов не падать в обморок от использованных оборотов и понятий. Если вы увидите ошибку принципиальной важности, прошу написать это в комментариях. Заранее спасибо:).

Понятие теплопроводности материалов

Теплопроводность – это способность материалов или газов передавать тепло от горячего к холодному. Это количественная характеристика, которая схожа с понятием проводимости в электротехнике. Единица измерения – Вт/(м*К) – коэффициент теплопроводности.

Для того, чтобы нагляднее понять, о чем идет речь, обратите внимание на диаграмму:

Сравнение теплопроводности материалов

Как вы можете заметить у меди коэффициент теплопроводности в 2 раза выше, чем у алюминия. Это значит, что за одинаковое время через медь пройдет в 2 раза больше тепла, чем через алюминий.

Как это применить в жизни? Понимая, что медная система охлаждения почти в 2 раза превосходит алюминиевую, мы понимаем, почему она такая дорогая. И понимаем, что именно медную нужно применять тогда, когда мы используем «горячие» или разогнанные процессоры.

Также обратите внимание, что у воздуха коэффициент теплопроводности в среднем 0,022 Вт/(м*К). Что это значит?

Через воздух тепло практически не передается.

Он является своего рода изолятором. Многие частные дома, как вы знаете, используют это свойство воздуха для теплоизоляции. Выкладывается внутренняя стена, затем идет воздушная прослойка, потом возводится внешняя. Тем самым воздух, которых находится между двух стен, изолирует дом от холода или наоборот, летнего зноя.

Что такое термопаста

Термопаста – это многокомпонентный теплопроводящий состав, который наносится между нагреваемым элементом и отводящим тепло радиатором или системой охлаждения.

Термопасты, или теплопроводные составы, делятся на 3 основные группы:

  1. Теплопроводящие пастообразные составы;
  2. Теплопроводящие пастообразные составы, включающие в себя клей (клей-пасты);
  3. Жидкий металл.

Цель использования термопасты

Термопаста используется для того, чтобы заменить собой воздух между соприкасаемыми поверхностями, тем самым увеличивая теплопроводность. Зачем? Давайте вспомним, каким коэффициентом теплопроводности обладает воздух? Правильно, предельно низким. Или почти никаким. А теперь посмотрим на следующую диаграмму, которая показывает теплопроводность современных термопаст и жидкого металла.

Сравнение теплопроводности термопаст

Как видим, коэффициент теплопроводности даже самой дешевой и распространенной термопасты КПТ-8, почти в 31 раз выше, чем у воздуха. Теперь, я думаю, вы понимаете, что это значит.

Понимание этого подводит нас к следующему вопросу – как правильно наносить термопасту?

 

Как правильно наносить термопасту на процессор?

Обратите внимание на схему ниже, и поразмышляйте, почему термопасту нужно наносить именно таким, тонким слоем, на процессор и систему охлаждения.

Как правильно наносить термопасту на процессор

Надеюсь, что вы уже сами пришли к правильному выводу. Итак, давайте подробно, с научной 🙂 точки зрения подойдем к этому вопросу и подключим логику.

Последнее время термораспределитель на процессоре или графическом процессоре видеокарты изготавливается из меди.

Термораспределитель на GPU

Пятак, или подложка системы охлаждения, которая непосредственно контактирует с поверхностью процессора, изготавливается из алюминия. Более дорогие модели изготовлены из меди.

Для примера представим, что вся система охлаждения у нас богатая, выполнена из меди. Коэффициент теплопроводности меди 400 Вт/(м*К). Получается, что если эти две поверхности, процессора и системы охлаждения, будут идеально прилегать друг к другу, мы получим эффективный отвод тепла.

Но, к сожалению, добиться того, чтобы поверхности идеально соприкасались друг с другом, практически невозможно. А туда, где они неплотно соединяются, попадает воздух. Какой коэффициент теплопроводности воздуха? 0,022 Вт/(м*К). Это в 18 181 раз ниже, чем у меди. Получается, что в местах попадания воздуха тепло практически не передается.

И вот тут нам на помощь приходит термопаста. Как вы помните, у нее теплопроводность выше, чем у воздуха в 31 раз, а дорогих термопаст, таких как Arctic MX-4 – в 386 раз выше. Поэтому, когда вы наносите тонкий слой термопасты, он заполняет неровности, вытесняя воздух. При этом медные поверхности имеют максимальную площадь контакта, а значит, более высокую теплопроводность.

С другой стороны, можно попасть в ловушку. Если нанести слишком мало термопасты, то она не сможет заполнить неровности поверхностей и будет плохой теплообмен. Поэтому, рекомендуется выровнять заранее поверхность подложки системы охлаждения и теплораспределителя на процессоре или видеокарте.

Более подробно про нанесение термопасты на процессор читайте в этой статье.

Как часто нужно менять термопасту

В состав термопасты входит микродисперсные порошки металлов, микрокристаллов, нитридов или оксидов цинка и алюминия. Чтобы сделать из этого пасту, используются синтетические или минеральные масла. Они со временем испаряются, и термопаста становиться менее вязкой и теряет свои свойства.

Поэтому рекомендуется ее регулярно менять. Например, термопасту КПТ-8 или КПТ-19 (она отличается более высокими температурными характеристиками) рекомендуется менять один раз в год. Учитывая ее низкую стоимость, делать это можно и чаще.

Какую термопасту выбрать

Это зависит в больше степени от вашего бюджета. Топовой термопастой считается Arctic MX-4. Она имеет высокий коэффициент теплопроводности – 8,5 Вт/(м*К), и большой срок эксплуатации.

Наиболее распространенной и довольно качественной является КПТ-8 или КПТ-19. Невысокая стоимость позволяет менять ее регулярно. Ее характеристик хватает для большинства современных компьютеров и ноутбуков.

Кстати с КПТ-19 следует обращаться более осторожно, т.к. она имеет в своем составе металлические частицы, которые могут закоротить элементы на процессоре или материнской плате при попадании. Нужно просто не намазывать много и следить за выдавленными остатками пасты, сразу их убирая.

Выводы

Основная цель термопасты – заменить собой воздух, который имеется между неплотно прилегающими поверхностями. Поэтому необходимо наносить максимально тонкий слой.

Если у вас есть замечания или дополнительные мысли по вопросу термопаст – буду рад услышать их в комментариях.

Кстати, один толковый сервисный центр рекомендует хорошую термопасту — почти полный аналог пасты Arctic MX-2.