Что такое термопаста, и почему она так важна для вашего устройства?

Содержание: Введение Что такое термопаста? Понятие теплопроводности Как выбрать термопасту? Составы термопасты Силиконовая термопаста Керамическая термопаста Карбоновая термопаста Упаковки термопасты Аналоги термопасты Термопроводящий клей Термопрокладки Термопаста с фазовым переходом Жидкий металл Лучшие производители термопасты Заключение Введение При эксплуатации, процессор любого вычислительного устройства будет неизбежно нагреваться. Казалось бы, эту проблему решает система охлаждения сервера или компьютера, однако, она не сможет работать без специального теплопроводящего вещества — термопасты. В этой статье мы расскажем вам, что такое термопаста, какие виды и аналоги термопасты существуют, а также как ее наносить и менять.  Что такое термопаста? Термопаста (или термоинтерфейс) — это специальное вещество на основе полимеров, обладающее высокими теплопроводящими свойствами. В вычислительных устройствах термопаста наносится на крышку процессора, соединяя его вместе с радиатором. Как на процессоре, так и на радиаторе, в процессе производства появляются микроскопические дефекты, например, неровности и микротрещины. В этих неровностях может скапливаться воздух, вследствие чего система охлаждения не сможет полноценно отводить тепло и в конечном счете процессор будет снижать тактовую частоту вследствии работы с повышенной температурой. Термопаста устраняет эту проблему, заполняя все дефекты на крышке процессора и радиаторе, обеспечивая качественное теплоотведение. Чаще всего термоинтерфейс наносится именно на процессор, однако, она может использоваться на всех компонентах, которые охлаждаются радиатором. Есть множество компаний, занимающихся производством различных типов термопаст, но наиболее популярными производителями являются Noctua, Thermal Grizzly и Arctic Cooling.  Термопаста — один из важнейших элементов системы охлаждения.  Понятие теплопроводности Теплопроводность термопасты — это главный показатель показатель теплопроводного состава, определяющий эффективность передачи тепла от нагревающегося компонента, например, процессора, к системе охлаждения. Этот параметр обозначается как коэффициент теплопроводности, измеряемый в Ваттах на метр-Кельвин (Вт/(м·К)), и указывает на способность термопасты проводить тепло через слой толщиной в один метр при разнице температур в один Кельвин. Чем выше показатель теплопроводности, тем эффективнее паста рассеивает тепло с определенной площади, предотвращая перегрев компонентов.  Как выбрать термопасту? Термопасты бывают очень разными, поэтому при их выборе важно учесть несколько факторов, чтобы подобрать наиболее подходящий вариант для вашей системы. В первую очередь, обратите внимание на показатель теплопроводности — чем выше коэффициент теплопроводности, тем лучше паста будет справляться с отведением тепла. Рассмотрим коэффициенты теплопроводности для термопаст и их аналогов, а также объясним, для каких систем они подойдут:  Силиконовые термопасты — имеют низкий коэффициент теплопроводности, обычно 0.5–10 Вт/м·К, что подходит для применения в потребительском сегменте, например, домашних ПК или офисных компьютерах. Они удобны в нанесении, но менее эффективны по сравнению с более продвинутыми составами и быстро теряют свои свойства, поэтому для коммерческого сегмента рынка они малопригодны;  Керамические термопасты — обладают средней теплопроводностью, порядка 1–5 Вт/м·К. Благодаря частицам керамики, такие пасты обеспечивают стабильную и долгосрочную теплопередачу, поэтому они подходят для различных сегментов рынка и в особенности для систем, где не требуется частое обслуживание;  Карбоновые термопасты — включают углеродные частицы и обладают повышенной теплопроводностью до 10–20 Вт/м·К. Такие пасты более устойчивы к высыханию, чем керамические и силиконовые варианты. Они не проводят электричество, поэтому риск короткого замыкания исключен. Карбоновые пасты пригодны для разных сфер применения, однако, ввиду их высокой стоимости, они чаще применяются в коммерческих высокопроизводительных системах.  В некоторых случаях кулеры поставляются с уже нанесенной термопастой.  Теплопроводность аналогов термопасты:  Термопроводящий клей — имеет теплопроводность в диапазоне 1–3 Вт/м·К, подходит для применения в местах, где требуется прочное соединение компонентов. Он уступает по эффективности термопастам, поэтому подойдет для оборудования с низким тепловыделением; Термопрокладки — теплопроводность варьируется в пределах 1–6 Вт/м·К. Они обеспечивают долговечное соединение между компонентами, но менее эффективны в условиях интенсивного теплоотвода, чем термопасты с высокой теплопроводностью, поэтому термопрокладки обычно используются в системах потребительского сегмента;  Термопаста с фазовым переходом — имеет теплопроводность в диапазоне 5-10 Вт/м·К. Благодаря своему свойству, при котором такая паста становится эффективнее при повышении температуры, ее можно эффективно применять в высокопроизводительных системах. Кроме того, срок эксплуатации такой пасты может достигать до 10-ти лет;  Жидкий металл — самый высокий коэффициент теплопроводности, достигающий 70–80 Вт/м·К, делает его оптимальным вариантом для использования в высокопроизводительных системах корпоративного уровня. Однако, жидкий металл требует особой осторожности при нанесении из-за электропроводности и химической реакции с алюминиевыми поверхностями радиатора. Процесс нанесения термопасты на процессор. Кроме теплопроводности, при выборе термопасты стоит обратить внимание на ее состав. Силиконовые и керамические пасты подойдут для потребительских устройств, так как они стоят относительно недорого, не проводят электричество и не вступают в химическую реакцию с металлами. Металлические термопасты обладают более высокой теплопроводностью и подходят для корпоративного применения, однако, их нужно наносить максимально осторожно из-за их электропроводящих свойств. Наконец, следует обратить внимание на срок эксплуатации термоинтерфейса и частоту его замены. Некоторые пасты, например, на основе жидкого металла, обеспечивают стабильное тепловыделение на протяжении многих лет, тогда как другие могут потребовать замены через пару лет или меньше. Для лучшего понимания отличий между различных теплопроводных паст, рассмотрим каждый из этих составов по-отдельности.  Составы термопасты Существует 4 основных состава термопаст, которые отличаются своими характеристиками и эффективностью теплопроведения. Рассмотрим каждый из них отдельно:  Силиконовая термопаста Силиконовая термопаста — один из самых распространенных и доступных типов теплопроводящих паст, который подходит для использования в стандартных компьютерных системах с такими компонентами, как процессоры и графические карты. Основа такой пасты — силиконовой вязкий состав, который позволяет легко наносить пасту на поверхность чипа. В качестве дополнения для улучшения теплопроводящих характеристик часто добавляются различные вещества, такие как оксид цинка или алюминия. Силиконовые пасты не затвердевают со временем и сохраняют свою пластичность долгое время. Однако силиконовые пасты уступают более дорогим альтернативам по теплопередаче, и их эффективность может значительно снижаться при работе с высокопроизводительными компонентами серверного уровня. Кроме того, чем больше дополнительных веществ включено в состав термопасты, тем активнее субстанция будет расслаиваться при длительном хранении, особенно в тарах с большой емкостью.   Примеры популярных термопаст на силиконовой основе:   Noctua NT-H1;  Arctic MX-4;  Thermal Grizzly Aeronaut.  Керамическая термопаста  Керамическая термопаста — это паста, содержащая термопроводящие керамические материалы, такие как нитрид бора, обеспечивающие хорошее теплоотведение и не проводящие электричество. Керамические пасты часто используются в системах, где требуется повышенный срок эксплуатации термопасты, особенно в промышленных и корпоративных устройствах. Керамические пасты не так эффективны в передаче тепла, как металлические или силиконовые аналоги, но они идеально подходят для пользователей, которым важна безопасность, надежность и длительная эксплуатация системы без риска коротких замыканий. Этот тип термопасты также широко используется для в потребительском сегменте за счет своего бюджетного ценника и простоты нанесения.  Популярные термопасты с керамическими частицами:  Arctic MX-5;  Ceramique 2 Tri-Linear;  ID-COOLING FROST X25.  Карбоновая термопаста  Карбоновая термопаста — новейший тип термопаст, в котором используются частицы углеродного материала, например, углеродные нанотрубки, графен или алмазная пыль, которые обеспечивают высокую теплопроводность при отсутствии электропроводности. Карбоновые пасты обладают превосходными свойствами теплопередачи, сравнимыми с металлическими пастами, но они гораздо безопаснее в использовании. Они не проводят электрический ток и являются термостойкими, что делает их подходящими для применения в большинстве высокопроизводительных систем с большим показателем тепловыделения. Однако, карбоновые пасты зачастую стоят дороже, чем силиконовые и керамические, что делает их менее доступными для потребительского рынка.  Популярные термопасты с углеродными частицами:  Ability Thermal EXTRA;  Thermal Grizzly Kryonaut Extreme;  Ardor Gaming Frostburn AG132.  Упаковки термопасты Термопаста поставляется в разных типах упаковки, самой распространенной из которых является шприц.  Термопаста может поставляться в различных упаковках, удобных для разного применения и разных сегментов рынка:  Шприцы — наиболее распространенный вариант, с помощью которого можно точно наносить необходимое количества пасты. Шприцы имеют небольшой объем и подойдут для одноразового использования;  Тюбики — вариант для многократного использования, подойдет для тех, кто часто обслуживает несколько устройств. Объемы обычно немного больше, чем в шприцах;  Пакетики — небольшие упаковки с термопастой. Объем очень маленький, рассчитан на одно применение;  Банки — объемные тары, которые часто используются в сервисных центрах и сетевых инфраструктурах, где требуется регулярное обслуживание большого количества оборудования. Этот тип тары не подходит для потребительского сегмента ввиду своей высокой стоимости, а также того факта, что со временем термопаста в банках будет расслаиваться, из-за чего поменяются ее физические свойства.  Аналоги термопасты Термопроводящий клей Термопроводящий клей — это специализированный материал, который сочетает в себе свойства термопасты и клеевого состава, обеспечивая надежную передачу тепла между поверхностями и их прочное скрепление. В отличие от термопасты, которая не склеивает поверхности процессора и радиатора для улучшения теплопередачи, термопроводящий клей фиксирует эти элементы друг с другом, что делает его особенно полезным для компонентов, которые не могут быть закреплены винтами или зажимами. Термоклей часто используется в устройствах с минимальным зазором, требующих плотного соединения для стабильной теплопередачи, например, микросхемах в компактных устройствах. Термоклей не так эффективно передает тепло, как обычная термопаста, поэтому он пригоден только для бытовых устройств с низким тепловыделением, например, слабых ПК. Кроме того, после нанесения такой клей очень трудно удалять при ремонте или замене компонентов. В РФ и СНГ большой популярностью пользуется термопроводящий клей АлСил-5. Термоклей не так эффективен, как обычная термопаста, поэтому его не стоит применять в системах с высоким тепловыделением. Источник: cenalom.ru. Термопрокладки  Термопрокладки — это термопроводящие материалы с определенной формой, обычно изготовленные из силиконовой резины с добавлением термопроводящих веществ, таких как алюминий или медь, которые обеспечивают стабильную теплопередачу и заполняют зазоры между компонентами и радиаторами. Они используются там, где необходимо устранить неровности или пустоты между охлаждаемой поверхностью и системой отвода тепла. Термопрокладки удобны для использования в устройствах, где компоненты размещены на разной высоте или имеют сложную форму, так как они легко подстраиваются под любые неровности и создают стабильное соединение. Термопрокладки особенно востребованы в охлаждении видеопамяти, транзисторов и других компонентов, где нет возможности нанести традиционную термопасту. Несмотря на их полезность, термопрокладки имеют более низкую теплопроводность по сравнению с термопастами, поэтому они непригодны для нанесения в высокопроизводительных системах, требующих максимального отвода тепла.  Термопрокладка, в отличие от обычной термопасты, не растекается по компонентам, а наклеивается на них. Источник: Ebay. Термопаста с фазовым переходом  Термопасты с фазовым переходом — это термоотводящий материал, вырезанный в форме небольшого квадратного фрагмента как у термопрокладок, который находится в твердом состоянии при комнатной температуре и расплавляется при увеличении температуры, эффективно заполняя зазоры между компонентами. Благодаря этой особенности, термопаста с фазовым переходом обеспечивает отличную теплопроводность, что делает их идеальным вариантом для применения в устройствах корпоративного уровня с повышенным тепловыделением. В отличие от традиционных термопаст, термопасты с фазовым переходом не растекаются, а наклеиваются на крышку процессора, благодаря чему упрощается процесс их нанесения и снижается риск попадания субстанции на другие компоненты. ​Самым популярным производителем такой термопасты является компания Honeywell.  Как и обычная термопрокладка, термопаста с фазовым переходом наклеивается на крышку процессора. Источник: YouTube. Жидкий металл Жидкий металл — это теплопроводящая паста на основе сплава металлов, таких как галлий, индий и станнум, которая используется для максимального теплоотведения высокопроизводительных компонентов. Он обеспечивает максимальную теплопроводность и полностью устраняет все зазоры и неровности между поверхностями. Жидкий металл используется в системах корпоративного уровня для теплоотведения у высокопроизводительных центральных процессоров и графических процессоров, особенно при экстремальных нагрузках и разгоне чипов. Однако, жидкий металл требует максимально аккуратного нанесения, так как он хорошо проводит электричество и вызывает короткое замыкание при попадании на контактные площадки материнской платы. Кроме того, жидкий металл может вызвать коррозию алюминиевых радиаторов, поэтому поверхность радиатора должна быть медная или никелированная. Жидкий металл, нанесенный на процессор Intel Xeon. Источник: Linustechtips. Лучшие производители термопасты Рассмотрим тройку лучших производителей термопаст:  Noctua — это один из самых популярных изготовителей термопаст, кулеров и других элементов системы охлаждения, известный своими высококачественными решениями как для потребительского, так и корпоративного уровня. Их термопасты линейки NT-H1 пользуются огромной популярностью среди пользователей благодаря своей высокой теплопроводности, легкости в нанесении, а также бюджетному ценнику по сравнению с аналогами. Кроме того, термопаста от Noctua сохраняет свои свойства в широком диапазоне температур, поэтому ее можно использовать в широком спектре систем, в том числе и высокопроизводительных инфраструктурах. Noctua выпускает термопасты с разным составом, поэтому клиенты могут выбрать наиболее подходящий вариант из огромного ассортимента товаров;  Термопаста линейки HT-H1 от Noctua. Источник: Noctua.   Arctic — еще один популярный производитель термопаст флагманской линейкой которого является термопаста MX. MX заслужила доверие пользователей по всему миру и считается одним из лучших составов для теплоотведения. Пасты MX эффективны для систем с высоким тепловыделением, таких как игровые ПК и серверы, а также есть составы для потребительского сегмента и слабых компьютеров;  Термопаста MX-4 от компании Arctic. Thermal Grizzly — это премиум-бренд термопаст, который предлагает высокоэффективные составы Kryonaut и Conductonaut. Kryonaut. Эти пасты разработаны специально для активно используются в игровых системах и устройствах с высокой производительностью, например, коммерческих серверных инфраструктурах. Термопасты Grizzly сохраняют свои свойства даже при высоких температурах, обеспечивая долговечное и эффективное теплоотведение даже при высоких нагрузках и разгоне чипов.  Термопаста линейки Kryonaut Extreme от компании Thermal Grizzly. Источник: Thermal Grizzly. Заключение  Использование термопасты в современных вычислительных системах — это необходимость, без которой система не сможет работать корректно, а компоненты вовсе могут выйти из строя. Есть много видов и аналогов термопасты, пригодных для использования в разных сферах, поэтому важно ответственно подойти к выбору теплопроводящего состава и выбирать только известных производителей, чтобы минимизировать риски поломки оборудования. Если вы хотите приобрести термопасту от флагманского производителя Noctua, то рекомендуем вам обратиться в ServerFlow — мы сможем доставить для вас лучшие термопроводящие составы Noctua, гарантируя высочайшее качество и по бюджетному ценнику.