液态金属导热剂在民用之前,常用与高能量密度的界面,比如舰载激光炮,激光切割器,又或者在核电站里作为换热液体。而最近几年产出的比特币矿机有的也在用液态金属导热剂在界面上。
部分比特币矿机在利用铋基合金导热
液态金属导热剂一样平常分为两种,镓基合金与铋基合金,镓基合金制作的液态金属导热剂一样平常都是常温液态,比如开盖常客酷冷博。铋基合金一样平常为常温固态,运用在导热剂的产品里便是液态金属导热片。

传统硅脂已经达到极限
大家都知道,导热系数是作为导热剂的一个主要指标,直接影响导热效果,纵然散热器强大到无法想象,但没有一个性能刁悍的导热剂也是事倍功半。在DIY中最常见的导热剂便是硅脂,目前技能非常成熟,已经非常广泛的运用在须要散热的领域。
但硅脂再强,目前最高导热系数的也仅仅是酷冷至尊的纳米钻石导热硅脂和LT COOLING黑管硅脂,导热系数达到了11w·mk,是目前零售市场上已知导热系数最高的硅脂(暴力熊经实测证明导热系数为虚标)。
我们都知道硅脂导热事理是添补到界面之间的缝隙里,让导热面积更大,而硅脂里面的硅油起的是束缚填料的浸染,填料为紧张导热介质,颗粒的大小直接影响界面之间的添补效果,目前比较细的填料也仅为纳米级别。
硅脂添补效果
而为了安全考虑,硅脂的导电性必须很弱,以是目前在氧化铝填料的根本上会适量添加一些银与铝来提升导热性能,但发挥的浸染也非常有限,由于最小颗粒物仍旧无法达到完备添补缝隙的水平。
液态金属的上风
纵然传统硅脂不在意导电性,完备利用金属粉末也是无济于事的,毕竟最小颗粒物的尺寸摆在面前,从微米提升到纳米的本钱会成倍的增加,但性能并不会很强。
上过出众物理的都知道,金属是由原子直接构成的,原子之间由金属键进行连接,由于镓原子的外层只有3个电子,因此原子之间的束缚力非常弱,以是镓基合金在常温下才能处于液态。
镓原子构造
正是由于这种较弱的束缚力,才能让镓原子渗透到界面的微孔之中,镓原子的共价半径为128pm(皮米),也便是0.128nm(纳米),比一样平常硅脂的颗粒小了至少两个量级。
液金添补效果
因此镓原子才能险些以完美的渗透力达到惊人的添补效果,无论是研磨还是电解制得的其他金属颗粒都无法与这种天然的上风比较。纵然高纯金属镓的导热系数为30W·mk旁边,依然会比导热系数高达400+的银填料制品效果好很多。
液金的劣势与利用范围
正是由于这种高渗透性镓基合金不能与铝制品打仗会产生互溶征象,形成共融稠浊物,使铝基合金与镓基合金产生的新合金熔点降落,发生铝脆征象。因此就限定了其在很多设备上的运用。
镓会把铝合金设备虐惨(图片来源于百度)
而在DIY领域,铝合金散热器将无法利用其作为导热剂,除此之外,镓基合金不会与其他金属发生反应。在散热器中另一种常见的物质便是铜,而铜底散热器能够轻松买到,除非是低端散热器依然会利用铝合金底座固定热管。
热管直触一样平常都会打仗到铝
纯铜底散热器则可利用
镀镍铜底也没有问题
镓基合金与铋基合金不会堕落硅芯片以及镀镍铜的CPU顶盖,网传所谓的堕落仅仅是由于镓基合金渗透到CPU或硅芯片表面比较深,较难清理因此才会被误认为是堕落导致的。笔者在测试过程中也创造了一些办法让液金比较好清理。即在利用过液金的表面上喷涂酒精或其他清洁剂,用软纸巾轻轻擦拭,已经熏染液金的纸巾要扔掉,擦拭动作要为一个方向,不能反复擦拭,重复多次后即可将液金在CPU表面清理干净。在压力下液金会更加深入界面缝隙,因此不要梦想用力擦掉。
目前液态金属导热剂在CPU开盖上运用最广,目的是强化硅芯片与顶盖之间的导热介质性能。实在小心操作的情形下也完备可以用在顶盖与显卡上。在尺寸有限的设备内,比如笔电与显卡扩展坞完备可以利用液金来代替导热硅脂增加导热性能。而追求稳定性与散热的做事器利用液态金属后,可以在降落温度的同时还降落散热风扇转数,能够做到降温省电的效果。
液态金属导热剂是未来的趋势
在未来,随着液态金属利用办法的研究更加成熟,很多须要散热的消费级或企业级的设备会越来越多的选择液态金属作为导热剂,随之变革的便是设备尺寸的缩小,或原尺寸下性能变得更强都将成为可能。