
本文成文于2024年10月中旬,本篇专栏属于我之前导热介质测试系列,不过不同于之前测试的几篇专栏里测试的都是硅脂类TIM,这次开另一个现在比较热门的TIM系列——相变导热材料。最近这材料在笔记本上用的渐渐变多,诸如联想拯救者,微星游戏本,加上最近鸡哥的新品也已经开始转投其类TIM门下。让此类材料的曝光度大增,我在之前研究笔记本导热材料的时候也专门研究过,出过好几篇相关专栏介绍它们。
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而此次作为在台式机上比较严肃的控制变量研究性能的相关专栏的开篇,我准备拿一块特别典型的相变材料来“讲古”,在寿命和稳定性上有天然优势的相变导热材料为啥在之前那么久时间只能坐冷板凳呢。
首先先介绍下我这次测试的主角,莱尔德的Tpcm900,发布于2010年前,具体啥时候,倒是互联网上难以查证到了。我个人把它分类为第一代相变导热材料。
仔细看了下datasheet,感触良多啊,14多年前的“高性能”材料放在今天有点灾难了,导热系数只有2.2,对导热更有指导意义的热阻系数更是惊人,50psi的热阻换算过来高达0.53°,而当时的信越化学的旗舰硅脂X-7868的导热系数已经有6.2,而热阻更是只有其1/10的0.05°。所以从中不难看出,2010年左右的硅脂性能面对相变材料有压倒性优势,对导热应用来说,性能差10倍。在这样的性能差距面前,相变材料在高发热的CPU和GPU导热方面,根本“上不了桌”。


而相变材料当时另一个让设备制造商抓狂的问题是相变温度太高了点,比如这款Tpcm900的相变温度是50°,但是其磨合(burn-in)温度确是70°,这就有些尴尬了,高发热芯片用不上(性能不够),低发热性能又没法发挥材料的全部性能(温度过低,磨不到BLT厚度上),在这种两头堵的特性夹击下,它确实活该大卖不了。
多补充一句:当时的intel比较机智的把它用在975X南桥芯片上面,算是个合理的选择,当时它用的是霍尼韦尔的PCM45F,导热也就2-2.5W和Tpcm900差不多,一样的不太行。



而这次我就以之前搭建的测TIM的平台给大家展示下此种材料的性能。首先还是购买渠道:自购于贸泽,时间是2020年5月,当时是我刚入门导热材料那会,当时看到Tpcm780SP的效果有点厉害就各种搜相关资料,在有一次要去mouser买器件的时候,就特意看了下网站上也有此类产品,就准备买回来试试,等到材料漂移过海1个月拿到手的时候,我已经明白了它那个0.5°的热阻是多么离谱的参数,上机实在太折磨我电脑了。所以是放了这么久,既没有测试也没有扔掉。这次总算给我逮着机会了。


此材料的样子真的很有个性,它是个黄色的相变材料,现在好像就没见过哪家这么搞了。


材料的安装效果如图:和现在相变普遍得放冰箱里面冰下才好撕的情况不同,这货相变点温度高,所以和膜完全不沾,特别好撕。
测试完毕拆除的样子,残留物比较硬。


下面展示性能,首先是10psi刚上机时候的性能:太惨了,CPU温度秒破百不说,功率才172W。

由于这材料是难得的明确说了磨合时间的相变材料,那自然烤机后等等看,事实证明,磨合真的有用,烤机5min后,温度倒是没降低,但是功率是真切的提升了20W。

下面继续提高29psi的压力:效果明显变好不少,能跑到了223W,所以我说这货是“典中典”的相变,同样非常吃压力,有足够的压力后,性能才能上去一些。

那么继续加压到56psi,此时也就是莱尔德推荐的50psi附近了,性能继续提升了10W。

最后还有最大的71psi压力下的测试结果:虽然还是有点提升吧,但边际效应明显,加压后才继续提升了3W不到,所以厂家把推荐压力最高设置到50psi还是有道理的。

总结一下,这款我拿来开启相变导热材料测试的“典中典”材料,其作为第一代产品的优缺点特别明显。
优点:
1 超长的使用寿命
缺点:
1. 性能被硅脂碾压
2. 需要特别大压力才能满血发挥
3. 需要很高温度和一段时间的磨合期,芯片难以自行达到此条件
总结完后大家应该不难理解为啥当时厂商不把他用在CPU和GPU散热上了,性能跟不上,使用起来条件苛刻,而这都是后续第二代(代表:Tpcm780(sp))和第三代相变材料(代表:PTM7950(sp)重点改进的点。而后续对于他们的测试,我会在后面的专栏里逐步更新的。