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Moin zusammen, wie ihr sicher alle schon am eigenen Leib erfahren musstet, kann die Frage: "Was ist eigentlich die beste Wärmeleitpaste?" zu einem Kleinkrieg der Meinungen führen. Häufig kommen dabei Aussagen wie "Also bei mir läuft es seit dem 3°C kühler!" oder "Die Herstellerangaben stimmen nicht!" auf. Ich habe mir in den letzten zwei Wochen das Ziel gesetzt, mich mal wissenschaftlich mit dem Thema zu beschäftigen und, so hoffe ich, endlich Klarheit in diese Thematik zu bringen. Zunächst zu den oft gehörten und hier frei zitierten Aussagen: "Also bei mir läuft es seit dem 3°C kühler!" mag bei dem Autor stimmen, trägt aber keinerlei Aussagekraft für andere Systeme. Tatsächliche Abwärme, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, Nutzungsverhalten, Gehäuse, Kühloberfläche und Wärmeleitwege haben einen viel zu großen Einfluss. Selbst die Schlussfolgerung "besser als die alte Paste" ist mit Vorsicht zu genießen. Pasten altern viel zu unterschiedlich und auch die Temperatur, bei der sie getestet werden ist maßgeblich. Dazu aber im nächsten Absatz mehr. Sehr verwundert hat mich die Aussage: "Die Herstellerangaben stimmen nicht!". Ich konnte mir kaum vorstellen, dass die Hersteller auf ihren Verpackungen lügen. Viel zu groß ist die Gefahr sich damit selbst sein "Image-Grab" zu schaufeln. Bei der Recherche ist mir ein wesentlicher Punkt aufgefallen: Es steht nie dabei, in welchem Temperaturbereich der Wärmeleitwert gemessen wurde, oder bei welcher Schichtstärke. Die Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten (mit einem flüchtigen Bestandteil) nimmt mit steigender Temperatur ab. Das hängt mit dem Phasenverhalten der einzelnen Bestandteile der Paste zusammen. Wurde vom Hersteller also bei einer sehr geringen Temperatur gemessen, kann das die Wärmeleitfähigkeit positiv beeinflussen. Auch die Schichtdicke ist nicht uninteressant. Der Wärmeübergang an den Oberflächen der Paste ist schlechter als im Inneren. Also kann eine Dicke Schicht die Werte des Herstellers auch schönen. Aber Vorsicht! Das bedeutet nicht, dass eine dicke Schicht in PC besser ist. So oder so ist die Leitfähigkeit der Paste schlechter als die von Kupfer oder Aluminium. Daher sollte die Schicht natürlich IMMER so dünn wie möglich sein. Wie wir sehen konnten gibt es einige Möglichkeiten für die Hersteller die Ergebnisse zu beeinflussen. Doch wie bekommt man jetzt heraus welche Paste für welchen Anwendungsfall die beste ist? Zu diesem Zwecke habe ich mit einen Versuch überlegt. Wen nur die Ergebnisse interessieren, der kann weiter unten gucken. Für die technisch Interessierten unter euch (ich tippe auf die Mehrheit) habe ich versucht mein Vorgehen (hoffentlich verständlich) zusammen zu tragen. Grundaufbau und Idee: Der Versuch besteht aus einem leistungsstarken Labornetzteil, einem Steckbrett mit Arduino zur Datenverarbeitung, einem Laptop zur Anpassung der Prüfparameter, einem Lüfter zum schnelleren Abkühlen nach dem Versuch und.... dem eigentlichen Experiment. Das besteht aus zwei identischen Aluminiumkörpern mit Sensoren und Heizelementen. Beide Körper haben eine sehr ebene Prüffläche auf die die Wärmeleitpaste aufgetragen wird. Mit einer kräftigen Kunststoffklemme wird der Anpressdruck erzeugt. Die beiden Blöcke habe ich aus Aluminium gedreht und gefräst. Sie haben genau die gleichen Abmaße, was bei der Berechnung der thermischen Kapazität wichtig wird. Außerdem habe ich die Messoberfläche sehr fein geschlichtet, um eine spiegelnd glatte und Ebene Auftragsfläche für die Paste zu erzeugen. Anschließend habe ich den ersten Block mit zwei Keramikheizelementen ausgestattet. Diese eigenen sich besonders gut, da sie die Wärme über einen elektrischen Widerstand erzeugen und somit einen Wirkungsgrad von fast 100% haben. Jedes Element hat ca. 40W Wärmeleistung. Außerdem habe ich einen Temperaturfühler (NTC-Thermistor mit 100k) nur einen Millimeter hinter der Messfläche in der Mitte angebracht. Der zweite Block bekam nur einen Sensor und keine Heizelemente. Die Idee hinter dem Aufbau: Wenn der erste Block erwärmt wird beginnt ein Wärmestrom durch die Prüffläche und die Wärmeleitpaste in den zweiten Block zu fließen. Dieser Wärmestrom ist, in Abhängigkeit der Schichtdicke, der Auflagefläche und der Temperaturdifferenz, begrenzt durch den Wärmeleitwert zwischen den Prüfflächen. Thermodynamik 🤮 Ich muss zugeben, dass Thermodynamik nicht mein Lieblingsfach im Studium war. Jedoch ist das hier ein relativ einfacher Zusammenhang und somit nicht ganz so sauer, wie es meiner Überschrift aufstößt. Für die Berechnung des Wärmeleitwerts benötigen wir folgende Größen: Den Wärmefluss Qp [W] Den Abstand zwischen den Messflächen l [m] Die Fläche der Messflächen A [m²] Die Temperaturdifferenz der Messflächen dT [°K] Gesucht ist der Wärmeleitwert lamda [W/m*K] = [W*m/m²*K]. Nun ist leider die Wärmeleistung der Heizelemente nicht gleich dem Wärmefluss zwischen den Blöcken. Jeder kennt dieses Phänomen aus dem Alltag. Stellt man einen Topf auf den Herd, so dauert es eine Weile, bis er heiß genug zum kochen ist. Das liegt an der Wärmekapazität. Um das zu erklären ist es zunächst wichtig zu verstehen, dass Wärme und Temperatur nicht die gleichen Dinge sind. Wärme ist eine Energieform, weshalb ihre Einheit auch Joule oder Wattsekunde ist - daher auch der Wärmefluss in Watt! Die Temperatur gibt an, wie viel Energie in Abhängigkeit der Wärmekapazität ein einer bestimmten Menge eines bestimmten Stoffes enthalten ist. Das ist sehr kompliziert ausgedrückt, was im Grunde auch jeder von zuhause kennt. Man braucht mehr Energie um ein kg Wasser zu erhitzen als ein kg Luft. Die Einheit der Wärmekapazität ist J / kg * K (Joule pro Kilogramm mal Kelvin). Aluminium besitzt eine Wärmekapazität von 900 J/kg*K. Da ein Joule gleich einer Wattsekunde ist, kann man sagen, dass man 900W braucht um 1kg Alu um ein Grad Kelvin in einer Sekunde zu erwärmen. Werden nun beim Versuch die Blöcke erwärmt, kann man anhand dieses Zusammenhangs und der Heizdauer die Leistung berechnen, die in das Alu geflossen ist. Rechnet man die beiden Leistungen der Blöcke zusammen. Erhält man eine Leistung, die knapp unter der Elektrischen Leistung liegt. Die Differenz ist Wärme, die von den Blöcken an die Luft abgegeben wurde. Daraus wird ein Korrekturwert berechnet, der zusammen mit der Leistung des zweiten Blocks den Wärmestrom durch die Paste ergibt. Ab hier ist es einfach. Der Anstand der Messflächen ergab sich als 0,05mm und die Oberfläche ist aus der Konstruktion bekannt. Somit kann der Wärmeleitwert berechnet werden. Versuchsdurchführung und Ergebnisse Durch einen Druck auf einen kleinen Taster wir die Messung gestartet. Von der Raumtemperatur ausgehend habe ich auf 35°C, 50°C und 100°C erhitzt. Am Ende des Versuchs wurde mir das Messergebnis auf einem kleinen OLED angezeigt. Ich habe auch die Wärmeleitfähigkeit eines Motoröls gemessen, da diese dort sehr genau im Datenblatt angegeben wurde und konnte damit die Richtigkeit meiner Messergebnisse sehr gut belegen. Alle Werte lassen sich mit einer Genauigkeit von 0,02W/m*K reproduzieren. Ich habe folgende Pasten getestet: Thermal Grizzly Kryonaut fast 5 Jahre alt aber noch sehr flüssig und nicht eingetrocknet angegeben mit 12,5W/m*K Thermal Grizzly Kryonaut 1g Packung (war bei meinem Kühlblock dabei) kein Jahr alt aber schon ziemlich hart aber noch nicht trocken angegeben mit 12,5W/m*K Industrielle Wärmeleitpaste angegeben mit 1,73W/m*K Wärmeleitmittel 20°C bis 35°C 20°C bis 50°C 20°C bis 100°C Luftspalt (0,01mm) 0,17 W/m*K X X Thermal Grizzly (0,05mm) alt 7,03 W/m*K 4,24 W/m*K 1,68 W/m*K Thermal Grizzly (0,05mm) 1g Packung 2,40 W/m*K 1,48 W/m*K 1,48 W/m*K Motoröl 15W40 0,48 W/m*K 0,38 W/m*K 0,24 W/m*K Industriepaste 3,58 W/m*K 1,97 W/m*K 1,32 W/m*K Alle Angaben mache ich nach bestem Wissen und Gewissen aber ich hafte natürlich nicht für etwaige Fehler, die mir bei der Messung unterlaufen sein könnten. Als nächstes möchte ich gern von euch wissen, welche Pasten am interessantesten zum testen sind. Ich werde mir auf jeden Fall frische Thermal Grizzly Kryonaut und Arctic MX5 besorgen. Aber wenn ihr noch interessante Pasten für mich habt, lasst es mich gerne wissen. In Zukunft soll mein Prüfaufbau das Steckbrett verlassen. Ich werde eine Platine und ein eigenes Netzteil mit interner Leistungsmessung ergänzen um die Genauigkeit und die Bedienfreundlichkeit zu erhöhen. Falls ihr Ideen dazu habt auch immer her damit. Vielleicht hat ja sogar der eine oder andere an einem fertigen Produkt. Ich hoffe Ihr habt Spaß mit meinem kleinen Versuch und findet die Ergebnisse (die noch folgen werden) hilfreich. LG

Genau, das hatte ich ja schon geschrieben, dass ich mir von Thermal Grizzly und Arctic nochmal frische Pasten kaufen werde. Das stimmt. Bei LM verwundert mich am meisten, dass reines Gallium eine Wärmeleitfähigkeit von 38 W/m*K hat und die LM's aber teilweise mit 73 W/m*K (Conductonaut) angegeben sind. Und das obwohl sie zu einem sehr großen Teil aus Gallium bestehen. Leider ist Kupfer zum einen nicht günstig und zum anderen habe ich noch keinen Shop gefunden, der Kupfer in solchen Durchmessern verkauft. (An Privat) Das ist ein sehr guter Hinweis. Das werde ich mal machen, nachdem ich die anderen Pasten durch habe. Ich könnte ja monatlich messen und so einen Verlauf erstellen. Kannst mir ja ne PN schreiben, worum es geht. Und wenn wir dann der Meinung sind, dass das alle interessiert, kannst du ja nochmal ein neues Thema aufmachen.

Wenn du QHD im Treiber als custom Resolution einstellst, ja Ist beides im Prinzip das gleiche. Also entweder oder.

Kurz dazu: Stichwort Inputlag. Beispiel: Rocket League spielt sich mit 360FPS deutlich direkter als mit 144. Bei 360FPS kann die Software mehr als doppelt so häufig Eingaben auswerten und das ausgegebene Bild zeigt dann schon aktuellere Inhalte an. Klar wird dadurch das Bild nicht häufiger aktualisiert und 144Hz bleiben 144Hz. Aber das Spiel fühlt sich direkter an weil das Bild ,,aktueller,, in Bezug auf die Controller Eingaben ist. Ich hoffe man kann verstehen was ich meine. Zugegeben, das trifft vor allem bei kompetitiven Spielen zu. Aber grade wenn man ein Spiel häufig spielt merkt man den Unterschied.