![]()
“挖矿”专用导热垫？
最近，一款外表平平无奇的导热垫片突然就在几个显卡大厂那里成了“网红”。
![]()
事情源于这轮比特币的大牛市，众多电脑发烧友都忍不住把自己打游戏的显卡也拿来“挖矿”。
结果就是高强度的哈希运算让大量普通玩家的显卡在短时间内密集“阵亡”！
所以为了劝退那些用游戏显卡挖矿的普通网友，某数码大V就专门用一块普通的RTX3090挖了七天的矿，想让大家直观地感受一下显卡会被摧残成什么样子。
结果七天后电子元件没出什么太大的问题，反倒是显卡导热垫的“渗油”问题变得足够触目惊心！
这个情况引来了网友的一片吐槽，大家都说现在显卡都卖到一两万了怎么厂商还是舍不得用好一点的导热垫！![]()
![]()
其实这次网友们还真就喷错了，因为一般能进到显卡大厂BOM表的导热垫片都是不会太差的“牌子货”，平常打个游戏什么的肯定都是OK的。
这次之所以出现这么严重的“渗油”，也只能怪“挖矿”运算太过繁重——一方面显存动不动就会上到100℃的高温状态，另一方面挖起矿来显卡都是24小时连轴转，这就相当于把实验室的高温老化箱搬到了自己家里！
在如此严苛的环境下持续工作，就算再好的导热垫片也是难逃被“烤出油”的命运了吧！😅
![]()
挖矿七天的显卡（B站@硬件大玩家）
然而就在显卡厂商们对此一筹莫展之际，他们收到了材料大厂霍尼韦尔送来的几张新款导热垫片……
![]()
其实刚拿到这些垫片样品的时候，工程师们还是持保留意见的。主要是这个垫片实在是太软了，ShoreOO 5的硬度与其说是垫片，倒不如说它就是压成片的“凝胶”！
毕竟从材料技术的角度来看，想让导热垫片获得一个非常低的硬度并不太难，问题是这样做会牵一发动全身，其它更关键的性能必然就要做出牺牲了！
正因如此，虽然从应用的角度来说，导热垫片是越软越好，可是各大材料厂商依然很克制的把硬度都控制在了ShoreOO 20以上。
![]()
但是当125℃、48小时的“渗油量”数据出来后，之前还不以为然的工程师们就开始认真起来了！![]()
大幅改善“渗油”问题的霍尼韦尔导热垫片
等到一圈测试的结果都跑出来，更是直接让众人直呼“真香”！因为无论是定量的热失重还是上机的实测，霍尼的这款新垫片都展现出了拔群的热稳定性能！ 这个结果甚至让工程师们觉得，多年来一直都搞不定的显卡“渗油”问题，没准这次还真就要取得重大突破了！![]()
那么问题就来了，所谓导热垫的“渗油”问题究竟难在哪里？怎么就把各路专业人士困扰了这么多年呢？02
—
其实，基于现有的有机硅理论，导热垫片的“渗油”是不可能彻底杜绝的！原因很简单，因为导热垫片本身就是由“硅油小分子”构成的！如果把导热垫比作一个房子，那么硅油小分子就是盖房子用的砖头；而“交联剂”则相当于把砖头砌成房子的水泥——它能和硅油小分子的官能团发生反应，把这些短链小分子都连接在一起，形成具有立体网络结构的超大分子集团。这个化学反应体现在宏观层面，就是液态的“硅油”在“交联剂”的作用下最终变成了固态的“导热垫片”。![]()
如此看来，交联剂是让“硅油”变成“垫片”的关键角色。那么如果交联剂没加够量，就会有部分硅油小分子一直游离在垫片的主体结构之外。一旦温度升高，热力学的“熵增”定律就会驱使这些硅油小分子向着导热垫的表面扩散。![]()
这么说来，要想降低渗油量，是不是只要多加交联剂就行了啊？
的确如此，有研究人员就按照这个思路做过实验。发现在相同条件下，交联密度12%的导热垫片的渗油量，要比交联密度6%的垫片少了240%！（导热有机硅复合材料的制备与应用性能研究_王亚龙）可以说只要舍得放交联剂，“渗油”问题立刻就能得到控制！![]()
（导热有机硅复合材料的制备与应用性能研究_王亚龙）但遗憾的是这个办法属于“按下葫芦起了瓢”，因为随之而来的问题就是垫片的硬度大幅度上升！关于这个现象也有研究人员做过实验，他们发现当交联剂的添加量增加8%，导热垫片的硬度就会从ShoreOO 21.8一下子飙升到80.9！（低挥发超柔软高回弹有机硅导热垫片的研制_叶恩洲）![]()
（低挥发超柔软高回弹有机硅导热垫片的研制_叶恩洲）那么把这两个实验整合一下就能得出一个结论：
如此看来，做为导热垫片，天生的底子就是如此，这也就决定了在相同条件下，它很难一边让自己变得更软，而另一边又把渗油量降得更低！![]()
“更低渗油”与“更低硬度”难以兼得
那么作为材料厂商来说，也只好两害相权取其轻。毕竟显卡里面那么多的CTQ需求也是有轻重缓急的，所以大家都是先把垫片做得足够柔软，然后再回头想办法控制渗油问题……这么看下来，霍尼的那款让显卡厂商直呼“真香”的导热垫还真就属于一个“异类”了——如此赤果果地无视“交联密度”的各种制约，难不成这个软得象“凝胶”一样的导热垫，真实身份其实就是穿着垫片“马甲”的凝胶？！“凝胶”这种材料最大的优势就是“软”！软到自己都没有一个固定的形态。
不管是与多脆弱的电子元器件接触，肯定都是导热凝胶靠改变自己的形状来迁就对方。所以使用了导热凝胶的电路板一般都不用担心受到什么“回弹应力”的压迫！而它之所以能做到这么软，主要是因为构成凝胶的硅油小分子交联起来的形态是线性的长链，这些长链互相缠绕在一起就像一碗泡好的方便面——看起来是很实秤的一坨，但是其实身段柔软得很，自然也不会有什么压缩回弹应力了！![]()
“凝胶”的微观结构
相比起来导热垫片的内部结构就比较“刚”了。
如果说“凝胶”像泡面，那么“垫片”就比较像刚出锅的馒头——硅油小分子们被交联成了稳定的三维立体架构，摩尔数量级的小分子们会彼此支撑共同对抗外界作用力。
体现在宏观，就是所有垫片都应该具备的压缩回弹应力！
![]()
“垫片”的微观结构
如此说来，要想判断一块高分子导热复合材料究竟是“凝胶”还是“垫片”其实非常简单——
只要拿测试仪压它一下，看看有没有压缩回弹应力（残余应力）就行了！![]()
数据不会说谎，在压缩测试的“瞬时应力”项目中，霍尼垫片与对照组凝胶的曲线非常接近。
这个数据反映的是材料被压缩过程中展现出来的应力，差不多可以理解为我们一般所说的“硬度”。
![]()
压缩形变测试的瞬时应力数据（honeywell）
但是在“5分钟残余应力”项目中就能看出差别了——
凝胶不管被压缩了多少，静置5分钟后的残余应力自始至终都是0 psi！
这个数据很好地诠释了什么是不主动、不拒绝！不管你怎么挤我，我顶多就是和你“贴着”，想让我给你来个应力的反馈那是不可能的！😅
这种状态平时倒也不会有啥问题，不过如果突然遇到外界的扰动，就难保凝胶和元器件之间不会出现罅隙了！
![]()
压缩形变测试的5min残余应力数据（honeywell）
而霍尼垫片的表现就很有“垫片”的样子了！不管被压缩30%还是70%，5分钟后做为弹性体该有的“残余应力”始终都在！但是更为难得的是，相较于主流的导热垫片，霍尼垫片的“残余应力”要低很多！这种特性会让垫片在平时就如凝胶那般对组件温柔以待；但是在遇到外力扰动时又能有力撑住发热元器件，始终保持一个比较低的界面热阻！如此看来，也难怪霍尼韦尔这个新推出的产品线要叫做“Putty Pad 凝胶级导热垫片”了！![]()
比如有机硅材料的大爆发就全靠上世纪中叶人类频繁的航天活动！这么说来，这次霍尼韦尔能在凝胶级导热垫片方面取得如此突破，就该归功于刻苦“挖矿”的广大电脑玩家了吧！![]()
![]()
【版权与免责声明】本内容为作者个人独立观点，不代表「胶我选」立场。我们致力于保护作者版权，部分图片及信息来自互联网，如果发现本站有涉嫌侵权的内容，欢迎后台留言，本站将立刻删除涉嫌侵权内容。合作事宜请后台留言或联系 pingtaiwangkai@hotmail.com精彩往期
▽
![]()
