Termal macunun ısı iletkenliği kaç olmalı?

Termal macun, PC toplamak isteyenler veya PC’lerini yükseltmesi gerekenler için sahip olunması gereken bir öğedir. Ayrıca söz konusu termal macunu birkaç yıl kullandıktan sonra yenilemek de şarttır çünkü kalıcı değildir ve zamanla bozularak özellikle CPU ve GPU’daki soğutucuların verimini düşürerek yongaların daha fazla ısınmasına neden olur. Tüm bunlara rağmen, ısı iletkenliği gibi özellikleri pek çok kişi tarafından hala büyük bir bilinmezlik içindedir.

Termal iletkenlik nedir?

Termal iletkenlik (genellikle k, λ veya κ ile gösterilir), bir malzemenin ısıyı aktarma veya iletme konusundaki içsel yeteneğini ifade eder. Nesnelerin ısıyı aktarması gereken üç yöntemden biridir, diğer ikisi konveksiyon ve radyasyondur. İletim durumunda, ısının bir vücuttan diğerine transferi, malzemeler aracılığıyla temas yoluyla gerçekleşir. Isı transferinin hızı Fourier yasasına bağlıdır. Bu durumda, termal macunun çipten ısıyı emmesinin ve soğutma sisteminin soğutucusuna iletmesinin ne kadar kolay olduğu ile ilgilidir.

Bir malzemenin diğerine termal iletkenliğinin üretilme şekli ile ilgili olarak, çalkalama ve moleküler temas yoluyla yapılır ve katının kendisinin hacim hareketine yol açmaz. Isı, bir sıcaklık gradyanı boyunca yüksek sıcaklık ve yüksek moleküler enerji alanından daha düşük sıcaklık ve düşük moleküler enerji alanına doğru hareket eder. Bu transfer, her iki bölge arasında termal dengeye ulaşılana kadar, yani her ikisi de aynı sıcaklıkta olduğunda, dolayısıyla birinden diğerine transfer olmadığında devam eder. Isının transfer edilme hızı, sıcaklık gradyanının büyüklüğüne ve malzemenin spesifik termal özelliklerine bağlıdır.

Açıkçası, bir soğutma sisteminde her zaman amaçlanan şey, bu dengeye asla ulaşılmamasıdır, böylece sistem her zaman ısı aktarır ve çipi soğutur. Bu durumlarda, diğer tarafın sıcaklığını her zaman ısı kaynağından, bu durumda çipten daha düşük olacak şekilde düşürmeye yardımcı olan soğutucular, fanlar veya sıvı soğutma aracılığıyla elde edilir.

Termal iletkenlik, Uluslararası Birimler Sistemi (SI) birimi W/m-K (watt/metre/Kelvin) kullanılarak ölçülür ve bir nesnenin ısı transferine direnme yeteneğini ölçen termal direncin tersidir. Bir termal macunun termal iletkenliği, bir dizi faktöre büyük ölçüde bağlıdır. Bunlar arasında sıcaklık gradyanı, söz konusu macunun yapıldığı malzemenin özellikleri ve ısının izlediği yolun uzunluğu (bu durumda kalınlık) yer alır.

Öte yandan, termal iletkenliğin temeli moleküler hareket olduğundan, bir malzemenin sıcaklığının termal iletkenlik üzerinde büyük bir etkisi olduğunu bilmek önemlidir. Moleküller daha yüksek sıcaklıklarda daha hızlı hareket eder ve bu nedenle ısı, malzemeden daha yüksek bir oranda aktarılır. Bu, aynı numunenin termal iletkenliğinin, sıcaklık arttıkça veya azaldıkça önemli ölçüde değişme potansiyeline sahip olduğu anlamına gelir. Termal macunun ana malzemesinin türünün seçimi ile ilgili bir diğer önemli faktör.

Sıcaklığın termal iletim üzerindeki etkisini anlama yeteneği, ürünlerin elektronikte olduğu gibi termal strese maruz kaldığında beklendiği gibi davranmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir.

Termal macunun iletkenliği verimini nasıl etkiler?

Kısacası, bu dikkate alındığında, bir termal macunun ısıl iletkenliği ne kadar yüksek veya iyi ise, işlevini o kadar iyi yerine getirecektir. Bu nedenle yeni bir termal macun alırken üreticinin verdiği iletkenlik değerlerine iyi bakın çünkü bazılarının diğerlerinden üstün olduğunu göreceksiniz…