ما هي الوسادة الحرارية المتغيرة الطور وكيف تعمل؟

تشكل الوسادات الحرارية والمعجون الحراري جزءًا لا يتجزأ من آليات تبريد أجهزة الكمبيوتر لدينا. وقد شهدنا تكرارات مختلفة لتلك المواد على مدار العقود. وقد ظهر مؤخرًا تطور في هذا المجال، والأمر المثير للاهتمام هو أنه يستفيد من عملية فيزيائية تسمى “تغير الطور”.

ما هي الوسادات الحرارية المتغيرة الطور؟

أ مادة متغيرة الطور (PCM) هي مادة يمكنها تخزين وإطلاق الحرارة أثناء انتقالها من حالة فيزيائية إلى أخرى. في سياق أجهزة الكمبيوتر، يمكن استخدام الوسادات الحرارية PCM التي تتغير من الحالة الصلبة إلى السائلة كبديل للوسادات الحرارية التقليدية. مواد الواجهة الحرارية (TIMs) مثل المعجون الحراري. يحدث التغيير عند درجة حرارة أعلى قليلاً من درجة حرارة الغرفة، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.

في سياق هذه المقالة، سنركز في الغالب على سلسلة PTM7000 من هانيويل، وهي مادة غير موصلة مخصصة للاستخدام الصناعي لوحدات التحكم في الطاقة، والمحولات، وفي صناعة السيارات، ولكن بعض المتحمسين يستخدمونها بالفعل للحفاظ على برودة إلكترونياتهم. ​​​​​​هناك مادة أخرى واعدة من مادة PTM وهي الغاليوم معدن ذو نقطة انصهار تبلغ 85.58 درجة فهرنهايت (29.76 درجة مئوية). تستخدم Alienware معدن الجاليوم (العنصر 31) في عدد قليل من أجهزة الكمبيوتر المحمولة المتطورة، مثل Alienware X15 وX17.

الوسادة الحرارية المتغيرة الطور مقابل المعجون الحراري: متى تستخدم الوسادات

يمكن أن تكون وسادات PTM الحرارية بديلاً ممتازًا لمعجون التبريد التقليدي. تزعم شركة Honeywell أن سلسلة PTM7000 لديها موصلية حرارية تبلغ حوالي 6-8.5 واط/م ك (وات لكل متر كلفن)، وهو مستوى معجون التبريد عالي الجودة. لا يزال هذا بعيدًا كل البعد عن الموصلية الحرارية للمعدن السائل التي تصل إلى 73 واط/م ك، “الحل النهائي” للمتحمسين الذين لا يمانعون في تعريض مكوناتهم للخطر.

لقد قامت شركة Linus Tech Tips بوضع لوح التبريد Honeywell PTM7950 في مواجهة معجون التبريد Noctua NT-H2 عالي الجودة ومعجون Thermal Grizzly Conductonaut Liquid Metal. وبمجرد أن أتيحت الفرصة لـ PTM7950 للتغير في الطور (الذوبان)، فقد كان أداؤه جيدًا مثل أداء Noctua NT-H2. في الواقع، كان الاختلاف بين الثلاثة ضئيلًا.

الآن، قبل أن تسارع إلى شراء PTM7950، يجب أن تعلم أنه من الصعب العثور على وسادة حرارية أصلية من Honeywell، وقد تكلف أكثر بكثير من المعجون الحراري عالي الجودة لتطبيق واحد فقط.

الميزة الرئيسية لـ PTM7950 هي أنه يمكنه الأداء بمستوى مثالي لأكثر من عقد من الزمان، في حين أن أفضل معجون حراري سوف يجف ويقل أداؤه بعد عامين. قامت شركة Honeywell بإصلاحه بالكامل تم اختبار PTM7000 بالتناوب بين -55 درجة مئوية و125 درجة مئوية لمدة 1000 دورة. والنتيجة المذهلة هي أن PTM المعاوقة الحرارية في الواقع، انخفضت بعد الاختبار، مما يعني أن المادة كان أداؤها أفضل.

تعتبر معاجين العزل الحراري حلاً حراريًا رائعًا بكل المقاييس، بشرط أن تكون مثبتة مسبقًا من قبل الشركة المصنعة. وهناك حالة استخدام أخرى إذا كنت من المتحمسين الذين يريدون حلًا أكثر استدامة دون المخاطرة بكل شيء باستخدام المعدن السائل. وبالنسبة للجميع، لا يزال المعجون الحراري أكثر ملاءمة وأرخص وأسهل في الاستخدام.

بعض الشركات المصنعة تستخدم بالفعل وسادات حرارية متغيرة الطور

لقد ذكرت بالفعل أجهزة الكمبيوتر المحمولة Alienware أعلاه، والتي تستخدم الغاليوم، لكن مستخدمي Reddit وجدوا أدلة تشير إلى ذلك تستخدم بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة Lenovo Legion لوحات Honeywell PTM7958، وهي نسخة محسنة من PTM7950. وقد قامت شركة MSI بعمل مماثل أيضًا—تستخدم MSI وسادات معدنية متغيرة الطور التي تتحول أساسًا إلى معدن سائل عند تسخينها.

إن التوقعات التي تطرحها هذه التطورات مثيرة للغاية. فإذا تبنى المصنعون تقنيات تبريد المعالجات الحرارية ووضعوها مسبقًا في منتجات مثل مبردات وحدة المعالجة المركزية وبطاقات الرسوميات، فقد نتوقف أخيرًا عن الاضطرار إلى تمزيق ألعابنا باهظة الثمن للحصول على تحسينات تبريد صغيرة مرتبطة بمعجون حراري عالي الجودة.