Termopasta

Allikas: Vikipeedia
Üldjuhul on termopasta sellistes süstlates
Keraamiline termopasta
Metallil põhinev termopasta
Termopasta arvuti protsessoril
Protsessori pind ei ole täiuslikult sile
Termopasta kandmine arvuti protsessorile

Termopasta ( inglise keeles Thermal Grease, - Paste, - Compound) on aine, mis suurendab jahutatava komponendi ja jahutuse vahelist soojusülekannet.

Pasta ülesanne on täita kiirgava pinna ning neelava pinna vahelised mikroskoopilised õhuavad võimalikult tihedalt nõnda, et jahutatava komponendi pind ning jahutava komponendi pind füüsiliselt võimalikult tihedalt kokku puutuks. Termopasta soojusjuhtivus on palju suurem kui õhul, kuid palju väiksem kui metallil. Elektroonikas kasutatakse termopastat komponentides tekkiva soojuse hajutamiseks radiaatori kaudu.

Termopasta tüübid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Termopastades kasutatakse erineva soojusjuhtivusega aineid:

  • Keraamilisel termopastal on üldiselt hea soojusjuhtivus ja tavaliselt koosneb see keraamilisest pulbrist, mis on vedelikus või geelitaolises räniühendis. Sellist termopastat võidakse nimetada ka „ränipastaks“. Kõige tavalisemad keraamilised termopastad võivad sisaldada (sulgudes toodud soojusjuhtivus ühikus W/(m*K)): berülliumoksiid (218), alumiiniumnitraat (170), alumiiniumoksiid (39), tsinkoksiid (21) ja ränidioksiid (1). Selline termopasta on tavaliselt valge, sest ained millest seda tehakse on valged.
  • Metallil põhinevad termopastad sisaldavad metalliosakesi, tavaliselt hõbedat või alumiiniumi. Sellisel pastal on tavaliselt parem soojusjuhtivus kui keraamilisel termopastal ja need on üldjuhul ka kallimad.
  • Süsinikul põhinevad pastad sisaldavad teemantpulbrit või lühikesi süsinikukiude. Sellistel pastadel on väga hea soojusjuhtivus, tavaliselt parem kui metallil põhineval ja keraamilistel termopastadel ja nad on eelnimetatutest kallimad.
  • Vedelmetallidel põhinevad termopastad on tehtud vedelmetallidest nagu gallium. Sellised termopastad on haruldased ja kallid.

Kõik termopastad juhivad soojust paremini kui õhk, aga halvemini kui metall. Nad on mõeldud selleks, et täita mikroskoopilisi õhuavasid, mitte tekitada lisakihti jahutatava komponendi ja jahutaja vahel (see ainult vähendab jahutaja efektiivsust). Ideaalselt sile ja lame metallpind ei vaja termopastat.

Funktsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Termopastat kasutatakse põhiliselt elektroonikas ja arvutitööstuses, et aidata radiaatoril juhtida soojust mingist pooljuhist nagu arvutiprotsessor või transistorist eemale.

Termopasta suurendab radiaatori efektiivsust täites mikroskoopilised õhuavad, mis tekivad kui kaks mittetäiusliku lamedat pinda üksteisega kokku panna. Õhu soojustjuhtivus on umbes 8000 korda väiksem kui näiteks alumiiniumil (levinud arvutites kasutatavate radiaatorite materjal). Pinna ebatäiuslikkus ja täiusliku lameduse puudumine tuleneb tootmistehnoloogia piirangutest ja mikroskoopilistest vigadest, mida pole palja silmaga näha. Termopasta soojusjuhtivus ja võime täita mikroskoopilisi auke on tema tähtsaimad omadused.

Võimsates helivõimendites asuvad transistorid ja personaalarvutites olevad protsessorid, toodavad piisavalt soojust, et saada kasu termopasta kasutamisest. Termopasta vajadust saab vähendada kui kaustada sellist radiaatorit, mis kasutab jahutust vajava komponendi nö peegelpilti, et saavutada võimalikult suur soojusülekanne (sellisel juhul jäävad siiski mikroskoopilised õhuavad). Arvutimaailmas ülekiirendajad vajavad rohkem jahutust kui tavaline radiaator ja termopasta suudavad anda. Ülekiirendajad kasutavad ekstreemsemaid jahutamismeetodeid nagu vesijahutus ja vedellämmastikuga jahutamine.

Omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Metalloksiidi ja nitraadi osakesed termopastades annavad võimaliku soojusjuhtivuse kuni 220 W/(m*K). Võrdluseks teiste metallide soojusjuhtivus: vask 380 W/(m*K), hõbe 429 ja alumiinium 237.

Termopasta efektiivsust mõjutavad:

  1. Kui hästi ta suudab täita mikroskoopilised avad
  2. Kui hästi ta püsib materjalil
  3. Kui stabiilne ta on töötemperatuuridel
  4. Kui kiiresti ta kuivab
  5. Kui palju ta oksüdeerub aja jooksul

Kasutamine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Arvutiprotsessori radiaatorid on oma ehituselt võimalikult hea soojusülekandega. Siledad ja lamedad pinnad vajavad ainult väikest kihti termopastat, et täita mikroskoopilised õhuavad. Tuleb kasutada põhimõtet, „vähem on rohkem“ (kuid ei tohi ka liiga vähe panna), sest kui liiga paks kiht panna, siis see ainult vähendab soojusülekannet ja suurendab ülekuumenemise riski. Hõbedal põhinevate termopastade kasutamisel tuleb olla ettevaatlik, sest sellised termopastad võivad juhtida elektrit ja kui see satub kuhugi mujale peale vajaliku pinna, võib elektroonika lühisesse minna.

Aja jooksul mõned termopastad kuivavad ja kaotavad osa oma soojusjuhtivusest või muutuvad liimitaoliseks ja muudavad radiaatori eemaldamise raskemaks. Enamus termopastasi kestavad kauem kui jahutamist vajav seade ja vahetamine tuleb ainult ette siis, kui on ülekuumenemisprobleeme või radiaatori vahetus.

Termopasta vahetusel tuleb vana pasta eemaldada kasutades puhastusvahendit (näiteks isopropanool).

Tootjad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Enamlevinumad tootjad:

  • Arctic Cooling
  • Thermaltake
  • Zalman
  • Titan Computer
  • Akasa
  • Scythe
  • Xilence
  • Evercool

Erinevaid termopastasid võrdlev tabel[muuda | redigeeri lähteteksti]

Termopasta Omadused
Maht (ml) Värvus Soojusjuhtivus W/(m*K) Tihedus g/cm3 Soovituslik töötemperatuur Tootmismaa Hind USD (ligikaudne)
Arctic MX-2 4/8/30 helehall 3.96 USA 7.8/11.8/26.5
Arctic MX-3 4 helehall 8.2 2.32 USA 12.3
Arctic Silver Matrix 2.5 helehall     -50 / +135 USA 6
Arctic Silver 5 3.5/12 hõbedane >8.5   -50 / +130 USA 8/23
Thermaltake TG-1 4 hall 3.0   -40 / +150 Taiwan 13
Thermaltake TG-2 4 helehall 1.5     Taiwan 7
Titan Royal Grease 3 hall 2.89   -50 / +240 Hiina 7
Zalman ZM-STG2 3.5 hall 4.1 2.88 -45 / +150 Koera 6

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]