النقاط الرئيسية
- تُعد وسادات الجرافين الحرارية مادة واجهة حرارية (TIM) ذات موصلية حرارية ممتازة يمكنها أن تتفوق على المعجون الحراري التقليدي.
- تتمتع الوسادات الحرارية المصنوعة من الجرافين بأداء ممتاز، ولكن من الصعب أيضًا التعامل معها بسبب موصليتها الكهربائية، كما أنها تتمزق بسهولة.
- تتميز وسادات الجرافين بأنها قابلة لإعادة الاستخدام، ولا تجف، كما أنها أسهل في التعامل معها مقارنة بالمعدن السائل، مما يجعلها بديلاً واعدًا لتبريد أجهزة الكمبيوتر.
لا يوجد خطأ في المركبات الحرارية التقليدية. فهي رخيصة وموثوقة ويمكنها الحفاظ على أجزاء الكمبيوتر باردة بشكل لائق. ومع ذلك، إذا كنت تبحث عن حل أكثر استدامة مع أداء ممتاز، فابدأ في البحث عن الوسادات الحرارية المصنوعة من الجرافين.
ما هي الوسادات الحرارية المصنوعة من الجرافين؟
تعتبر الوسادات الحرارية المصنوعة من الجرافين نوعًا من مواد الواجهة الحرارية (TIM) التي يمكنك استخدامها كبديل للمعجون الحراري التقليدي والمعدن السائل. تُصنع الوسادات الحرارية المصنوعة من الجرافين من الجرافين، وهو شكل متآصل من الكربونإنها في الأساس عبارة عن طبقة واحدة من ذرات الكربون في بنية شبكية سداسية الشكل يبلغ سمكها ذرة واحدة فقط. ومثل أي مادة أخرى من مواد TIM، فإن وظيفة الوسادة الحرارية المصنوعة من الجرافين هي ضمان أقصى قدر من الاتصال الحراري بين مكون ساخن، مثل وحدة المعالجة المركزية، ومبدد الحرارة.
ما يجعل وسادات الجرافين مثيرة للاهتمام هو موصليتها الحرارية الممتازة. على سبيل المثال، الجرافين TG-P100 تبلغ الموصلية الحرارية الأفقية 1500-1800 واط/م ك (وات لكل متر كلفن) والموصلية الرأسية 12 واط/م ك. في حالة أجهزة الكمبيوتر، نهتم أكثر بالموصلية الرأسية، حيث أن هذا هو الاتجاه الذي تنتقل فيه الحرارة من أحد المكونات إلى المشتت الحراري. ومع ذلك، فهي أعلى من الموصلية الحرارية لمعجون حراري غير معدني تقليدي يبلغ حوالي 4–10 واط/متر كلفنفي الواقع، الجرافين لديه القدرة على موصلية حرارية غير محدودةمع تطور التكنولوجيا، قد نرى وسادات تتفوق على المعدن السائل في الأداء بعد بضع سنوات من الآن.
وسادات الجرافين الحرارية مقابل المعجون الحراري التقليدي
لقد أثبتنا الآن أن الجرافين يتمتع بموصلية حرارية ممتازة، ولكن كيف يعمل في سيناريوهات العالم الحقيقي؟ تيك باور اب لقد قاموا بمقارنة Thermal Grizzly KryoSheet مع المعجون الحراري عالي الجودة، بما في ذلك Thermal Grizzly Kryonaut. لقد استخدموا RX 7900 XTX ووجدوا أن KryoSheet تفوق على المعجون الحراري التقليدي عند أقصى الأحمال بحوالي 3-5 درجات مئوية.
تتمثل الفوائد الرئيسية لوسادات الجرافين الحرارية في أنها قابلة لإعادة الاستخدام، ولا تجف بمرور الوقت، كما أنها أسهل في التعامل معها من المعدن السائل. ومع ذلك، فإن كونها أسهل من المعدن السائل لا يعني بالضرورة أنها سهلة. تكمن المشكلة الرئيسية في أن الجرافين موصل للكهرباء، لذا فقد يتسبب في حدوث ماس كهربائي وتعطيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك إذا لم يتم تركيبه بشكل صحيح. ولا يساعد في ذلك حقيقة أن وسادات الجرافين حساسة للغاية ويصعب التعامل معها. إذا طلبت KryoSheet، فتأكد من أن لديك مجموعة نظيفة من الملاقط الدقيقة!
الوسادات الحرارية المصنوعة من الجرافين والجرافيت/الكربون ليست متماثلة
عند التسوق لشراء وسادات حرارية عالية الجودة، ستجد الكربون والجرافين والجرافيت. دعنا نستخدم الكيمياء لفهم هذه المواد بشكل أفضل. الكربون هو عنصر كيميائي له الرمز C والعدد الذري 6. الجرافين عبارة عن طبقة من ذرات الكربون يبلغ سمكها ذرة واحدة فقط. الجرافيت تتكون هذه المادة من مجموعة من طبقات الجرافين المتراصة فوق بعضها البعض. لذا، فإن مصطلح “وسادة حرارية كربونية” يمكن أن يشير من الناحية الفنية إلى أي استخدام للكربون في المادة. وهذا يشمل أشكال الكربون المتآصلة، مثل الجرافيت والجرافين، بالإضافة إلى البوليمرات القائمة على الكربون مثل Thermal Grizzly Carbonaut.
تشرح شركة Thermal Grizzly في تفاصيل منتجها الخاص بـ KryoSheet Graphene Pad أنها ابتكرت وسادات الجرافين عن طريق تفتيت طبقات الجرافيت على طول المستوى القاعدي. من خلال تعريض كل طبقة من الجرافين مباشرة للسطح، نحصل على مادة موصلة للحرارة والكهرباء بشكل استثنائي. في وسادة الجرافيت، يجب أن تنتقل الحرارة بين كل طبقة من الجرافين حتى تصل إلى مبدد حراري. ولكن مع وسادة الجرافين، توفر الحرارة مسارًا مباشرًا للحرارة للسفر بكفاءة على طول بنيتها. من الناحية النظرية، تتمتع وسادات الجرافين الحرارية بأداء متفوق للغاية مقارنة بوسادات الجرافيت.
قد تكون وسادات الجرافين هي الشيء الجديد الكبير القادم في مجال تبريد أجهزة الكمبيوتر الشخصية
في حين أن وسادات الجرافين مثل KryoSheet هي سلع جديدة ومكلفة لهواة العبث بها، فإن آثارها طويلة الأجل هائلة. يحتاج المعجون الحراري التقليدي إلى التغيير كل بضع سنوات للحفاظ على الأداء الأمثل، في حين أن المعدن السائل محفوف بالمخاطر ويصعب التعامل معه. لا تزال وسادة الجرافين قادرة على إتلاف مكونات الكمبيوتر إذا لم تكن حريصًا، لأنها موصلة للكهرباء، ولكن لا يزال من الأسهل بكثير لصقها وعدم لمسها لسنوات. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك إعادة استخدامها لوحدة المعالجة المركزية التالية إذا لم تكن مهترئة وكانت الأبعاد متطابقة.
هناك بديل آخر مثير للاهتمام وهو الوسادات الحرارية المتغيرة الطور، والتي تذوب عندما تتلامس مع شريحة كمبيوتر ساخنة. ويمكن أن يكون تطبيقها مفيدًا بشكل خاص للأجهزة التي تستغرق وقتًا طويلاً للتفكيك، مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وبطاقات الرسومات، حيث لن تضطر أبدًا إلى تفكيكها للحصول على أداء تبريد أفضل.