Heatsink bouwen - Materiaalkeuze: AL, CU of AG ?

[Verwijderd]

Ik zat online met Hermanator te overleggen en we kwamen op het idee om misschien zelf een heatsink te gaan bouwen. Nou vroegen we ons af waarom er eigenlijk nooit zilver wordt gebruikt voor heatsinks... We denken dat dit met de prijs te maken heeft, maar we hebben misschien niet zoveel zilver nodig... Het zou namelijk alleen om de heatspreader gaan... die direct in contact staat met de cpu...

Ik heb online wat gegevens over verschillende materialen gevonden, maar ik weet niet zeker wat ik hier nou uit moet opmaken... Zijn er hier nog Die-Hard materiaal wizards die onderstaande info in normaal ABN kunnen vertalen?

Heat capacity Aluminum 6061-T6 963.00 J/kg °C
Heat capacity Copper - pure 385.00 J/kg °C
Heat capacity Silver - pure 235.00 J/kg °C

In diverse reviews heb ik gelezen dat koper de warmte beter kan opnemen en dat alu de warmte beter kan afstaan... Als dit klopt dan zou je a.d.h.v. bovenstaande gegevens zeggen dat zilver een nog betere optie zou kunnen zijn...

Dit is ook wel interessant, de mate waarin lucht (windkracht) de warmte van materialen kan opnemen (airflow/warmteopname)

Heat transfer coef. Air v = 0 m/s 5.6000 W/°C m^2
Heat transfer coef. Air v = 3.4 m/s 18.90 W/°C m^2
Heat transfer coef. Air v = 6.7 m/s 38.00 W/°C m^2

Het idee is dus om een zilveren heatspreader te maken, met daarop een alu heatsink. Afhankelijk van de performance van dat ding wordt ie direct of passief gekoeld... Maar laten we beginnen bij het begin... Is zilver nou een optie, of toch maar voor alu/koper gaan? ?

[Verwijderd]

Ben zelf geen metalurg maar:

volgens mij is er al vaker over gesproken wat nu beter is.

Die cijfers waar je het over hebt:

Heat capacity Aluminum 6061-T6 963.00 J/kg °C
Heat capacity Copper - pure 385.00 J/kg °C
Heat capacity Silver - pure 235.00 J/kg °C

Geven de opname capaciteit weer van de materialen, van boven naar beneden zie je dat AL meer kan opnemen dan CU of AG (buffercapaciteit), qua opname capaciteit is AG dus het minste.

Wat jij moet opzoeken is hoe snel kan een materiaal warmte opnemen en hoe snel weer afgeven naar de lucht.

[Shunt]

Verwijderd schreef op 12 februari 2003 @ 23:08:
Ik zat online met Hermanator te overleggen en we kwamen op het idee om misschien zelf een heatsink te gaan bouwen. Nou vroegen we ons af waarom er eigenlijk nooit zilver wordt gebruikt voor heatsinks... We denken dat dit met de prijs te maken heeft, maar we hebben misschien niet zoveel zilver nodig... Het zou namelijk alleen om de heatspreader gaan... die direct in contact staat met de cpu...

Ik heb online wat gegevens over verschillende materialen gevonden, maar ik weet niet zeker wat ik hier nou uit moet opmaken... Zijn er hier nog Die-Hard materiaal wizards die onderstaande info in normaal ABN kunnen vertalen?

Heat capacity Aluminum 6061-T6 963.00 J/kg °C
Heat capacity Copper - pure 385.00 J/kg °C
Heat capacity Silver - pure 235.00 J/kg °C

In diverse reviews heb ik gelezen dat koper de warmte beter kan opnemen en dat alu de warmte beter kan afstaan... Als dit klopt dan zou je a.d.h.v. bovenstaande gegevens zeggen dat zilver een nog betere optie zou kunnen zijn...

Dit is ook wel interessant, de mate waarin lucht (windkracht) de warmte van materialen kan opnemen (airflow/warmteopname)

Heat transfer coef. Air v = 0 m/s 5.6000 W/°C m^2
Heat transfer coef. Air v = 3.4 m/s 18.90 W/°C m^2
Heat transfer coef. Air v = 6.7 m/s 38.00 W/°C m^2

Het idee is dus om een zilveren heatspreader te maken, met daarop een alu heatsink. Afhankelijk van de performance van dat ding wordt ie direct of passief gekoeld... Maar laten we beginnen bij het begin... Is zilver nou een optie, of toch maar voor alu/koper gaan? ?

ik weet zo niet welke cooler
maar er zijn genoeg coolers met een zilveren heat spreader
beetje zoekken en dan was je er zelf ook achter gekomen

[salvador4]

silverado?

[Shunt]

salvador4 schreef op 12 February 2003 @ 23:26:
silverado?

na 2000+ posts zou je wel moeten weten dat @ got mensen het liefst een beetje meer onderbouwing

[ Voor 40% gewijzigd door Shunt op 12-02-2003 23:28 ]

[salvador4]

ik gaf slechts antwoord op de vraag.

Als je een volledig zilveren heatsink maakt dan zal dat misschien wel 1 of 2 graadjes koeler zijn dan een kopere sink, alleen tig keer zo duur. als je alleen een zilveren heatspreader maakt dan zit je weer met de overgang van zilver naar koper wat dat verschil bijna opheft.

tja het heeft wel een hoge pats faktor.

[ Voor 9% gewijzigd door salvador4 op 12-02-2003 23:33 ]

[WFvN]

Even puur theoretisch (ik heb zelf nooit heatsinks gemaakt voor CPU's)

De Heat Capacity (soortelijke warmte) geeft aan hoeveel energie nodig is om 1 kg van het materiaal 1 graad celcius in temp te laten stijgen. Hoe hoger het getal, hoe gunstiger.
Omdat het van de massa afhankelijk is (ik ga ervanuit dat je even grote heatsinks gaat vergelijken) is het ook zinnig om te gaan kijken naar de dichtheid van de materialen.

c = Q / (m * t)

m = dichtheid * V

dus

c = Q / (dichtheid * V * t)

daaruit volgt:

t = Q / (dichtheid * V * c)

Verder zal de processor gewoon dezelfde hoeveelheid warmte produceren. Q is dus een 'vaste' waarde. Het volume ook. Samengevat geldt dat de temperatuurstijging evenredig zal zijn met 1/ (dichtheid*c)

Daaruit volgt dan dat Zilver het snelst in temperatuur zal stijgen. Op de tweede plaats staat dan aluminium. Op de derde plaats staat koper; die zal het minst in temperatuur stijgen bij de opname van dezelfde hoeveelheid energie (en bij gelijke vorm en volume).

Wat dat betreft is zilver dus niet interessant als heatsink. Koper juist destemeer.

Overigens zegt mijn basisbinas iets anders qua soortelijke warmtes:

Al: 880
Cu: 387
Ag: 240

Dan kom je op een andere volgorde waarbij koper nog steeds het meest interessant is; minste temperatuurstijging terwijl aluminium nu het andere uiterste is. Mgoed...

Maar daarmee zijn we er nog niet. Ook de warmtegeleidingscoëfficient is van belang... Helaas heb ik die getallen nu niet bij de hand.

[Juup]

Wil je de heatsink voor de lol maken of hoop je op een betere performace dan de 'stock' koelers?

In beide gevallen zou ik beginnen met aluminium:
goedkoop, licht, goed te bewerken.
Stel je wilt 100W thermische energie 1m verplaatsen door geleiding. Je kunt dan met 1kg Al een veel groter oppervlak maken dan met 1 kg Cu. Daardoor zal dat Al blok de warmte beter geleiden.
Met andere woorden: als massa je bottleneck is voor de heatsink is Al soms een betere keus dan Cu. Bijkomend voordeel is dat Al de warmte beter aan lucht afstaat dan Cu.
Als je hem dan afhebt kun je experimenteren met Cu of Ag heatspreaders.

[WFvN]

Ik ben nu even razend benieuwd wat de naam is voor de grootheid die bepaalt hoeveel warmte een materiaal aan de lucht kan afstaan.

Bij mijn weten heeft dat te maken met de warmtegeleidingscoëfficient, de warmtecapaciteit EN het verschil in temperatuur.

Aluminium heeft een lagere warmtecapaciteit en zal dus sneller een hogere temperatuur bereiken. Wil je dat? Niet met je processor in ieder geval. Alleen door de hogere temperatuur zal aluminium inderdaad sneller warmte afstaan. Maar zit daar nog een extra grootheid aan vast?