Как использовать жидкий металл

Обновлено: 18.05.2024

Наши предки немало бы удивились, узнав, что в XXI веке такие традиционные материалы, как дерево, стекло или металл, можно будет заменить «жидкими» аналогами и в прямом смысле налить, намазать, напылить. Современные технологии позволили создать сверхпрочные «жидкие» материалы для строительства и ремонта, которые по ряду параметров даже превосходят своих « твердых собратьев»

Жидкое дерево

Под этим интригующим названием кроется композитный материал на основе древесных волокон, который не только не уступает своему натуральному прародителю, но и во многом превосходит его.

Древесно-полимерный композит (ДПК) на 50-80% состоит из измельченных древесных волокон или, говоря проще, опилок. Остальное — полимерное связующее и различные модифицирующие добавки. Внешне ДПК похож на древесину, разница лишь в том, что он в большинстве своем не имеет видимого рисунка волокон. Но по физическим характеристикам он ближе к пластику. Разумеется, речь идет о положительных качествах.

Прежде всего это касается устойчивости к агрессивной внешней среде. Жидкое дерево не боится влаги и не вызывает пищевого интереса у насекомых и вредоносных микроорганизмов. При этом какая-либо защитная пропитка такой доске не нужна. Еще один очевидный плюс — повышенная прочность: 1 м² настила способен выдержать нагрузку до 1400 кг. Немаловажно и то, что древесно-полимерный композит, в отличие от своего натурального прародителя, очень плохо горит.

Единственный недостаток ДПК — относительно высокая цена. Но учитывая, что средний срок жизни материала даже в самых суровых условиях составляет около полувека, затраты себя оправдают

Жидкое стекло

Как ни странно, «жидкое стекло» не имеет со стеклом ничего общего. Это название материал получил за внешний вид. Он представляет собой бесцветный или желтоватый гель, который после застывания становится прозрачным. Жидкое стекло — это водный раствор силикатов натрия и калия. Жидкости такого рода отличаются прекрасной адгезией к любым пористым поверхностям. Застывая, они наглухо запечатывают поры материала, и такая защита не боится ни воды, ни ультрафиолета, ни резких перепадов температур. Это делает жидкое стекло отличной упрочняющей добавкой для бетона, кладочных смесей и проч.

Но куда важнее то, что жидкое стекло обладает водоотталкивающими свойствами. Оно заметно продлевают жизнь отмосткам, бетонированным дорожкам, автомобильным площадкам, колодцам и даже бассейнам, эффективно защищая их от атмосферной и почвенной влаги.

Кроме того, жидкое стекло заметно сокращает период застывания раствора. Например, если добавить в цементно-песчаную смесь всего 2% силикатного клея, затвердевание начнется всего через 40 минут.

Жидкое стекло является эффективным антисептиком. Силикатные растворы убивают вредоносные микроорганизмы и предотвращают образование плесни. Именно поэтому их добавляют в грунт, которым обрабатывают бетонные стены перед поклейкой обоев или оштукатуриванием.

Для бетонного раствора с жидким стеклом рекомендуется использовать
бетон не ниже М300

Подробнее читайте в материале«Как стекло, остекленевший. »

Жидкие гвозди

Название «жидкие гвозди» объединяет группу строительных клеев, способных соединять неплотно прилегающие детали. Это полезное свойство материалам придает особый наполнитель — высокопластичная глина. Правда, недобросовестные производители заменяют ее обычным мелом, что не лучшим образом сказывается на качестве склеивания. Но если рецептура соблюдена в точности, жидкие гвозди создают шов удивительной прочности.

Производители не лукавят, говоря, что жидкие гвозди клеят все. Высокая адгезия и удивительная прочность образуемого шва позволяют скреплять между собой стекло и керамику, кирпич и резину, металл и гипс, MDF и дерево. И зачастую этот клей действительно может заменить собой металлический крепеж. Именно поэтому его часто используют, например, в производстве мебели или при оформлении оконных и дверных проемов. Но конечно, этим область применения жидких гвоздей не ограничивается.

Клеевой шов, образуемый жидкими гвоздями, выдерживает нагрузку
порядка 80–100 кг/см²

Жидкими гвоздями легко приклеить тяжелые натуральные обои из бамбука или тростника. Ими можно быстро и надежно зафиксировать пару-тройку отлетевших облицовочных плиток на стене ванной комнаты. Этот клей прекрасно подходит для работы с лепниной, как полиуретановой, так и гипсовой. Проще назвать области, где жидкие гвозди не пригодятся, чем перечислять сферы их использования.

Так почему же нельзя заменить жидкими гвоздями все существующие клеи и крепежные элементы? Ответ прост — это слишком дорого. Один тубус емкостью 310 мл обойдется в сумму 200–300 руб. При этом выход клея при нанесении сплошной полосой в 6 мм толщиной составит около 10 м/пог. А это далеко не так много, как кажется на первый взгляд.

Подробнее читайте в материале «Пригвоздить так пригвоздить!»

Жидкий металл

До недавней поры «металлизировать» поверхность можно было лишь при помощи красок. И нельзя сказать, что этот способ плох. Имитация меди, бронзы, стали и даже золота бывают столь достоверными, что даже придирчивый зритель не распознает подделку. У окрашивания есть только один недостаток — недолговечность. Насыщенное пигментом покрытие зачастую стирается от легкого прикосновения, и очень скоро его приходится в лучшем случае обновлять, а в худшем — переделывать.

Ситуация в корне изменилась, когда на рынке появился так называемый жидкий металл. Разумеется, это не ртуть, не термопаста и не пришедший из будущего терминатор Т-1000. Речь идет о декоративном покрытии, которое на 95% состоит из тончайшей металлической пыли. Остальные 5% приходятся на композитное связующее, которое обеспечивает отделочному слою удивительную прочность.

Да, жидкий металл куда более износостоек, чем самая прочная краска. Сила его сцепления с подложкой настолько велика, что поверхность можно не только шлифовать и полировать, но даже наносить на нее гравировку.

При помощи жидкого металла можно отделать любую прочную твердую поверхность. Покрытие выпускается во множестве вариантов — медь, бронза, латунь, серебро, золото и т.д.

Декораторы быстро «распробовали» этот удивительный материал и уже довольно активно используют его в отделке интерьера, украшая стены, потолки, лепнину и мебель. Да и для наружных работ нет никаких противопоказаний, главное — не забывать про антикоррозийную защиту.

Жидкий металл обладает всеми характеристиками литого изделия. Это касается не только цвета, блеска и текстуры, но также теплопроводности, магнитных свойств и пр.

Подробнее читайте в материале «Цветмет»

Жидкий пенопласт

Внешне жидкий пенопласт (пеноизол) выглядит как упругая белая пена, более чем на 90% состоящая из пузырьков воздуха, что, собственно, и обеспечивает теплосберегающий эффект. Как утверждают компании, использующие данный материал, 10 см такой изоляции равны 30 см обычного плитного пенопласта, 20 см минеральной ваты или 2,5 м кирпичной кладки.

Столь впечатляющие характеристики во многом обусловлены тем, что материал наносят под давлением. Увеличиваясь в объеме, пена проникает в малейшие углубления, каверны и трещины, образуя сплошной теплоизолирующий слой без мостиков холода.

Вспененным пеноизолом можно утеплить практически любое замкнутое пространство: слоистую кирпичную кладку, полость фальш-стены, чердачное перекрытие и проч.Особой популярностью пеноизол пользуется у компаний, реконструирующих старые дома. Ведь для того, чтобы утеплить строение, не нужно снимать обшивку фасадов или разбирать перекрытия. Впрочем, технологию нанесения материала мы рассмотрим ниже.

За пределами дома пеноизолу тоже найдется применение. Например, его используют для утепления стенок колодцев. Для этого нужно всего лишь сделать несъемную опалубку, отстоящую от наружных стенок шахты на 3-5 сантиметров, и запенить образовавшееся пространство.

И все же нельзя не отметить, что у данной технологии есть недостатки. Первый, и, пожалуй, основной состоит в экологической небезопасности материала. Жидкий пенопласт содержит формальдегид, источающий токсичные пары. Да, со временем они выветриваются, но еще две недели после утепления в доме нельзя производить отделочные работы. И это минимум. Желательно подождать с «внутрянкой» месяц-полтора, чтобы не рисковать здоровьем. Что касается отделки фасадов и других действий на открытом воздухе, тут строгих ограничений не существует. Но повторимся – лучше не рисковать.

Подробнее читайте в материале «Светлое пенное»

Жидкий пластик

Найти идеальный материал для заделки технологических швов действительно трудно. Акриловые герметики неэластичны и порой отслаиваются спустя всего 3-4 месяца после нанесения. Кроме того, они желтеют под солнечными лучами и/или от табачного дыма. А в условиях высокой влажности еще и покрываются плесенью. Силиконовые герметики ощутимо лучше акриловых, но и они могут отслаиваться, желтеть и собирать грязь.

Жидкий пластик лишен этих недостатков. Вероятность того, что он отслоится и поменяет цвет, равна нулю. Дело в том, что этот материал работает по принципу диффузной сварки. Говоря простым языком, он немного расплавляет поверхность, с которой контактирует, врастает в нее, и после застывания образует монолит.

Образованный в результате шов обладает теми же свойствами, что и сам ПВХ. Он прочен, морозостоек, не восприимчив к влаге и ультрафиолету. На гладкой, лишенной пор поверхности не собирается грязь. И даже если в доме много курят, табачный дым не приведет к пожелтению.

Но есть ли у жидкого пластика недостатки? К сожалению, да. Первый и основной — слишком быстрое затвердевание. На нанесение и разглаживание смеси у мастера есть всего 60 секунд. По истечении этого краткого срока герметик начинает твердеть, и работать с ним становится практически невозможно.

Подробнее читайте в материале «Проявите твердость!»

Жидкая резина

Это может показаться странным, но жидкая резина не является резиной в техническом смысле слова. Производители предпочитают называть этот продукт бесшовной напыляемой гидроизоляцией, но для удобства потребителей соглашаются с прижившимся термином.

Итак, почему же этот продукт называют резиной? Причина — в невероятной эластичности. Кусочек площадью 5 см² можно растянуть до 80 см²! А значит, даже при сильных сезонных подвижках и деформации конструкций не приведет к разрыву гидроизоляционной пленки. Можно сказать, что возможность протечек практически полностью исключена. Более того —случайные повреждения защитной мембраны затягиваются сами собой.

Конечно, со временем покрытие становится немного тверже, но эластичность при этом остается довольно высокой, так что трещины не возникают. Прогнозируемый срок жизни материала составляет 20 лет. Именно такую гарантию дают производители жидкой резины.

Разумеется, эластичность — не единственное преимущество материала. Жидкая резина крепко схватывается с бетоном, деревом, металлом и другими строительными материалами, что делает ее универсальным гидроизоляционным материалом. Покрытию не страшны ни жара, ни холод: рабочий диапазон — от –45°C до +100°C.

Немаловажно и то, что жидкая резина лишена основного недостатка обычных битумных гидроизоляций — эффекта старения, вызванного постепенным старением эфира.

Однако есть у материала и свои минусы.

Подробнее читайте в материале «Где тонко, там не рвётся»

Жидкие обои

Жидкие обои путают со штукатуркой, хотя их роднит лишь одно — технология отделочных работ. И в том, и в другом случае разведенную водой массу наносят на стены при помощи шпателя. Но по своему составу эти материалы принципиально отличаются.

Делают жидкие обои из переработанных волокон целлюлозы, хлопка и шелка, окрашенных акриловыми пигментами. По сути, это своеобразное папье-маше. Для большей декоративности в массу добавляют измельченные блестки, нитки, кусочки слюды и прочее. Эти «украшения» называют глиттерами. Связующим веществом служит водорастворимый клей.

У жидких обоев немало достоинств. Первое и основное — бесшовность. После нанесения получается абсолютно ровная, гладкая поверхность без стыков, пузырей, складок и прочих дефектов отделки, которые нередко возникают при работе с обычными обоями.

Еще один плюс состоит в том, что жидкими обоями удобно покрывать криволинейные поверхности. С отделкой арок, сводов, колонн и проч. не возникает особых проблем. О рулонных покрытиях такого сказать нельзя.

Огромным преимуществом является ремонтопригодность. Каким бы ни было повреждение, его можно заделать. Чтобы устранить царапину, покрытие достаточно размочить и загладить шпателем. Если же дефект большой, поверхность зачищают до основания, и делают «заплату» из нового материала. После высыхания она не будет заметна даже самому придирчивому глазу.

Жидкий металл для охлаждения ноутбуков — польза или вред?

Я всегда с болью в душе наблюдал за температурами центрального процессора в игровых ноутбуках, которые достигали 100 градусов по Цельсию, а повышенный нагрев в итоге приводил к снижению тактовой частоты (некоторые до сих пор называют это троттлингом, хотя на самом деле это понятие умерло вместе с выходом архитектуры Core у Intel и появлением интеллектуальных систем управления частотой процессора Turbo Boost).

Тренд на компактность в игровых ноутах ведет к уменьшению габаритов системы охлаждения.

Все игровые ноуты горячие? Да!

Почему же производители игровых ноутбуков позволяют нагреваться процессорам практически до 100 градусов по Цельсию?

Во-первых, продукт разрабатывается в несколько этапов и даже несколькими командами. Эти команды взаимодействуют друг с другом, но работая только лишь над определенной частью единого целого, всегда велик риск не увидеть фундаментальные проблемы. Для команды, занимающейся созданием системы охлаждения, задача звучит так - как отвести N-ое количество Ватт тепла от процессора в N-габаритах корпуса, не допустив перегрева (в нашем случае значения в 100+ градусов по Цельсию). Если на выходе система охлаждения сможет держать температуру процессора до 95 градусов по Цельсию, то будет ли задача считаться выполненной? Скорее всего, да. Но удовлетворит ли это пользователя? Скорее всего, нет.

Во-вторых, есть "негласное" соревнование между производителями за звание самого быстрого. При прочих равных ноутбук с процессором, работающим на более высокой частоте, сможет продемонстрировать лучшую производительность. И чаще всего в таком сравнении никто не обратит внимание на то, что эти дополнительные 100-200 МГц частоты прибавили к нагреву процессора дополнительные 5-10 градусов по Цельсию. Получается, что за скорость надо платить повышенным тепловыделением? И да, и нет.

Чем больше тепловых трубок, тем эффективнее отвод тепла

Именно этот вопрос нас беспокоил последние несколько лет в российском представительстве ASUS. Я практически уверен на 100 процентов, что в России и русскоговорящих странах находятся самые требовательные пользователи и в то же время самые технически грамотные. Мы на постсоветском пространстве прекрасно понимаем, что у любого продукта есть ресурс, и чем дольше он работает на пределе, тем выше вероятность его выхода из строя. А для остального мира, это всего лишь будет RMA процедура (где не надо никому доказывать, что ты не сам его сломал) с последующей заменой или возвратом денег и дальнейшим переходом на новое устройство, ведь эта-то "игрушка" уже морально устарела (для сравнения цикл жизни персонального компьютера в России - 7 лет, а в Европе - 4 года).

Как же можно снизить температуры процессора, улучшив эффективность системы охлаждения в ноутбуке?

зафиксировать тепловыделение процессора на пороговом значении, т.е. искусственно ограничить производительность CPU

увеличить габариты корпуса, уместив внутри радиатор большей площади, вернувшись обратно к тяжелым ноутбукам весом от 4-5 кг

использовать жидкостное охлаждение

использовать другой форм-фактор для увеличения эффективности воздушных потоков

использовать более эффективные, чем медь, материалы для радиатора

использовать более эффективный термоинтерфейс для отвода тепла от кристалла процессора к радиатору системы охлаждения

Вариантов для улучшения не так много, но они есть. Давайте поговорим подробнее о каждом. Первые два варианта, однозначно, не подходят. Ни о каком снижении производительности речи быть не может. Ни о каком увеличении габаритов - тоже. Это уже пройденный этап, к которому производители ноутбуков не будут возвращаться.

Эволюция систем охлаждения в ноутбуках ROG

Вариант с системой жидкостного охлаждения инженеры ROG обкатывали, начиная с 2015 года, на двух моделях: GX700 и его преемнике GX800. Использование подключаемой жидкостной системы охлаждения сделало ноутбук самым быстрым на рынке, но абсолютно непригодным для переноски. Полный комплект умещался только лишь в чемодане. Но надо отдать должное: с точки зрения эффективности системы охлаждения и температур не было никаких вопросов. Только такие инновации были слишком дорогими: цена на ноутбук была на уровне полумиллиона рублей.

ROG GX700 с водяным охлаждением

Эксперименты с альтернативными форм-факторами привели инженеров Republic of Gamers в 2019 году к созданию ROG Mothership - гибридное решение, сочетающее в себе элементы ноутбука, моноблока и планшета. По мне, это ближе всего к моноблоку, но до конца определиться с форм-фактором я так и не смог. Преимуществом такой конструкции стало то, что материнская плата и вся элементная база была перенесена в вертикальную плоскость, сделав воздушные потоки более эффективными, а само устройство опять стало самым производительным в игровом сегменте портативных компьютеров. Ценник, естественно, опять добирался до полумиллиона рублей.

ROG Mothership

Еще одним вариантом развития событий мог стать переход от медных радиаторов к серебряным, что могло бы дать какую-то позитивную динамику в снижении температур центрального процессора, но думаю, что стоимость ноутбука с серебряной системой охлаждения возросла бы непропорционально выгоде, которую могли бы получить пользователи.

Система охлаждения ROG Mothership

Сразу вспоминается собственный опыт: эксперименты по замене термоинтерфейса между крышкой теплораспределителя и кристаллом процессора пришли в бытность процессоров Intel Core i7-3770K, а с приходом Intel Core i7-7700K оверклокеры пошли еще далее и начали эксперименты над самими теплораспределительными крышками. Российские оверклокеры также активно участвовали в погоне за рекордами, и мы даже заказывали теплораспределительную крышку из серебра. Она нам обошлась примерно в 15 000 рублей (чуть дешевле стоимости самого процессора), но ничего дельного с ней у нас так и не получилось. Хотя рекорд разгона Core i7-7700K по частоте до сих пор принадлежит России:

Рекорд разгона Intel Core i7-7700K

Получается, что самым разумным и эффективным с точки зрения финансовой целесообразности является использование более эффективных термоинтерфейсов. Для человека, который на собственном опыте проделал путь от КПТ-8, Arctic Silver Ceramique, Gelid GC-Extreme до Thermal Grizzly Kryonaut и k|ngp|n cooling KPX, было очевидно, что термопасты бывают разными и могут оказывать очень сильное влияние на температурные показатели.

Как мы "докатились" до жидкого металла?

Локальные эксперименты в российском офисе ASUS показывали, что замена термопасты с заводской на Thermal Grizzly Kryonaut дает снижение температуры центрального процессора в диапазоне 7-10 градусов по Цельсию. Лично для меня жидкий металл в качестве термоинтерфейса всегда стоял в стороне, поскольку при отрицательных температурах использовать его достаточно сложно. Из-за частых заморозок-разморозок образуется ледяной нарост, который начинает отжимать стакан для жидкого азота от крышки процессора, и в какой-то момент жидкий металл "отклеивается" от основания азотного стакана и перестает передавать ему тепло с теплораспределительной крышки. Если вовремя не обратить внимание на характерный звук и выросшую дельту температур на основании стакана (там будут отрицательные температуры) и ядрах процессора (там будут положительные температуры), то все закончится очень печально. В лучшем случае "умрет" только процессор, а в худшем случае утащит за собой что-то еще. В случае же использования термоинтерфейса жидкого металла в домашнем компьютере или ноутбуке на каждый день тоже есть определенные риски и сложности, с которыми инженерам ROG пришлось бороться под натиском локальных офисов.

Объединившись с другими странами, мы смогли убедить штаб-квартиру начать тестирование жидкого металла в качестве термоинтерфейса в системах охлаждения ноутбуков еще в 2018 году. Правда, нам пришлось столкнуться с рядом бюрократических трудностей. Одним из самых курьезных моментов стал ответ инженеров, что они не могут купить жидкий металл в Тайване. Но я-то прекрасно знал, что у коллег из департамента материнских плат жидкий металл есть в наличии, поэтому мы продолжили воевать "с системой".

Решив проблему "нежелания", мы столкнулись с другой проблемой. Ведь наносить жидкий металл на поверхность кристалла не так уж и просто, а в рамках массового производства это практически невозможно. В итоге жидкий металл дебютировал в 2019 году в ROG Mothership, в выпущенном ограниченным тиражом в 1000 экземпляров.

Если собрать все трудности с жидким металлом вместе, то я бы выделил следующие:

жидкий металл проводит ток

коррозия металлов, контактирующих с термоинтерфейсом

стоит дороже термопасты

На протяжении следующего года инженеры ROG решали вышеперечисленные проблемы.

Жидкий металл наносится специальным станком при помощи силиконовой кисти.

Для нанесения жидкого металла в масштабах массового производства был создан специальный станок, который позволял решить, пожалуй, самую главную и сложную задачу - равномерное нанесение термоинтерфейса по поверхности кристалла процессора. В нашем случае используется жидкий металл от Thermal Grizzly, отличающийся от других производителей на рынке пониженной концентрацией олова в составе, что делает его более эффективным. На начальных этапах процесс тестирования жидкого металла был настолько засекречен, что первые партии термоинтерфейса Thermal Grizzly покупались на рынке у нескольких продавцов, а не напрямую у производителя, чтобы не допустить утечек информации.

Важно помнить, что жидкий металл проводит ток, поэтому меры предосторожности очень важны. На первом этапе на заводе используется специальная пластина, которая закрывает собой все вокруг кристалла процессора и принимает на себя излишки жидкого металла. С помощью специальной силиконовой кисти жидкий металл будет распределяться по всей поверхности кристалла. Надо отметить, что даже подбор материала для этой кисти был не таким простым, было испробовано около 30 различных материалов и выбор остановился на силиконе, который не деформирует нанесенный слой.

Добавляем еще немного ЖМ для создания безупречного контакта между кристаллом и радиатором СО

На следующем этапе пластина убирается и с помощью своего рода "шприца" на поверхность кристалла добавляется несколько капель жидкого металла, которые должны будут занять все свободное пространство между кристаллом и радиатором системы охлаждения для эффективного теплообмена. После этого устанавливается система охлаждения. В коротком видео можно посмотреть подробности процесса:

Жидкий металл нужно менять через год? Неправда!

Энтузиасты, кто хоть раз сталкивался с жидким металлом, знают о главном недостатке - "его на долго не хватает". Спустя год - максимум полтора, у всех людей, кто заменил термоинтерфейс на жидкий металл в своих десктопах или ноутбуках, начинается одна и та же проблема. Температуры процессора возвращаются к прежним значениям "до перемазки", а на форумах бытует понятие, что жидкий металл "высыхает". На самом деле все не совсем так. В современных системах охлаждения крышка теплораспределителя сделана из меди, которая подвергается коррозии при контакте с жидким металлом. Процесс этот не моментальный, поэтому пользователи замечают это примерно спустя год с момента нанесения. Из-за нарушения герметичности контакта происходит постепенный рост температуры процессора.

Успех "долголетия" жидкого металла заключается в использовании никелированного основания радиатора

В рамках массового производства и сервисного обслуживания замена термоинтерфейса каждый год просто непозволительная роскошь для производителя, поэтому радиаторы систем охлаждения под ноутбуки с жидким металлом пришлось доработать. Медное основание радиатора заменили на никелированное, и оно коррозии не поддается. При констультации с инженерами Thermal Grizzly инженеры ROG пришли к выводу, что подобное инженерное решение будет иметь "срок годности" более 5 лет.

По итогам внутреннего тестирования инженеры ROG департамента R&D установили:

снижение температур процессора на 13-15 градусов по Цельсию в сбалансированном режиме работы системы охлаждения и незначительный рост частот процессора в Turbo Boost

снижение температур процессора в диапазоне от 7 до 22 грудусов по Цельсию и рост частот процессора на 300-400 МГц в зависимости от приложения

увеличение производительности ноутбука до 10% в режиме Turbo работы системы охлаждения

А что дальше?

На данный момент все игровые ноутбуки Republic of Gamers с процессорами Intel Core 10-го поколения получили "с завода" жидкий металл. Будет ли жидкий металл в ноутбуках с процессорами AMD или на графических чипах NVIDIA? Пока сложно сказать. Штаб-квартира ASUS объясняет свой выбор в пользу Intel тем, что кристалл процессора маленький, а тепло от него распределяется по поверхности равномерно, делая процессоры Intel идеальными кандидатами на операцию "жидкий металл", в которой можно по максимуму раскрыть все прелести от использования подобного термоинтерфейса. Забегая вперед, скажу, что в Intel настолько вдохновились идеей использования жидкого металла в качестве термоинтерфейса, что они стали советовать перейти на жидкий металл и другим производителям игровых ноутбуков. Попытки использовать жидкий металл на платформе AMD также предпринимались инженерами ROG в модели Zephyrus G14, но в итоге в массовое производство это решение не пошло из-за большого количества элементов, расположенных вокруг кристалла, и, как следствие, рисков, связанных с коротким замыканием. Поэтому пока от внедрения жидкого металла в продуктах на базе AMD решили воздержаться, но поиск оптимального решения уже ведется.

Станет ли такое решение нормой для игровых ноутбуков или останется лишь в премиальных моделях ROG, покажет лишь время.

Жидкий металл в качестве термоинтерфейса, все за и против

Так ли безопасен термоинтерфейс из жидкого металла для поверхности кристаллов чипов и поверхности радиаторов охлаждения.

В последнее время все большую популярность приобретает применение в компьютерной технике в качестве термоинтерфейса жидкого металла.

Да! Несомненно у жидкого металла есть большой плюс, это его теплопроводность, она выше, чем у хорошей термопасты в 7-10 раз. И на практике применение жидкого металла позволяет в некоторых случаях снизить температуру чипа до 20%.

Для наглядности показатели теплопроводности для термопаст и жидкого металла привел в таблице.

Но на этом все. Дальше одно разочарование. Все по порядку.

Жидкий металл состоит (является сплавом) из трех основных элементов: галлий-индий-олово (62, 25 и 13% соответственно), с некоторыми небольшими дополнительными присадками в зависимости от «волшебных рецептов» разных производителей с температурой плавления в районе 5 °С.

Взаимодействие с алюминием даже не будем рассматривать, так как сам производитель категорически запрещает применять жидкий металл на алюминиевых поверхностях, к слову алюминий при взаимодействии с жидким металлом разрушается прямо на глазах. А рассмотрим взаимодействие с медью, с которым производитель как раз и рекомендует использовать жидкий металл, и поверхностью кристаллов чипов.

Для начала взглянем на поверхность медного радиатора после его интенсивного использования с жидким металлом в течении полугода.

Жидкий металл перешел в твердое состояние, снятие его было произведено с усилием, так как он «прикипел» к поверхности кристалла.

Так что же произошло с жидким металлом?

Химики на этот вопрос отвечают, что жидкий металл в процессе диффузии будет впитываться в медь, образуя на границе между металлами корку интерметаллидов. Последние не являются металлами с физической точки зрения, они тугоплавки, хрупки и обладают плохой тепло - и электропроводностью, но главное — жидкий металл будет расходоваться на их образование и просто уйдет из зазора.

Все таки разрушающая химическая реакция с медью происходит, пусть и достаточно медленно, по причине которой значительно снижается теплопроводность этого термоинтерфейса и увеличиваются температуры чипов.

Химики так же говорят, что устранить подобное явление поможет никелирование меди, но не все медные радиаторы имеют никелированную поверхность.

Теперь разберемся как влияет жидкий металл на поверхность кристаллов чипов. На фото представлено фото поверхности кристалла процессора, который несколько лет эксплуатировался с жидким металлом.

Как видно и здесь происходят химические реакции, которые постепенно разрушают поверхность кристалла чипа.

Кстати разрушающее воздействие жидкого металла касается еще и паяных соединений, вступив в контакт с припоем, он сделает его хрупким, а пайку ненадежной, и в какой-то момент это сработает.

Представьте такую ситуацию: вы в ноутбуке заменили термоинтерфейс на жидкий металл, выдавили его немного больше, чем нужно было. При установке системы охлаждения излишек выдавился из-под процессора, или графического чипа, и волшебная капелька зависла в ожидании какого ни будь резкого толчка или небольшого падения (с высоты 2 см.) вашего ноутбука. А такие случаи имели место быть. И здесь начинается путешествие это волшебной капли по вашему ноутбуку. И что случится раньше? Замкнет SMD компоненты на подложке процессора, замкнет, какие-либо другие компоненты, или же просто прилипнет к какому-нибудь месту пайки и через некоторое время разрушит ее.

Поэтому лично я бы держал жидкий металл как можно дальше от любой электроники.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.

Жидкий металл: подводные камни. Взгляд глазами химика

Написать эту статью меня сподвиг пост NotSlow Не так страшен жидкий металл. Там все просто: подстраховался от замыкания, нанес тонким слоем, прикрутил и радуйся низким температурам. Но так ли все хорошо на самом деле?

Для начала нужно выяснить, что это за жидкий металл такой. Среди чистых металлов единственный, который может быть жидким при комнатной температуре — это ртуть. В здравом уме никто сейчас не станет применять ртуть в качестве термоинтерфейса из-за ее крайней токсичности и испаряемости. Два других становятся жидкими уже при температуре человеческого тела — это цезий и галлий. Цезий — это «фтор наоборот» по своей химической активности, он возгорается и взрывается от малейших следов воздуха и влаги и даже разрушает стекло. Остается галлий (на КПДВ именно он). При комнатной температуре галлий все же твердый, однако с некоторыми другими легкоплавкими металлами он образует эвтектики, плавящиеся при 20,5°С (галлий-олово) и даже 15,3 °С (галлий-индий). Еще ниже — в районе 5 °С — плавится тройная эвтектика галлий-индий-олово (62, 25 и 13% соответственно). Имеющиеся в продаже термоинтерфейсы типа «жидкий металл» — это как раз и есть сплавы на основе этих трех элементов, возможно с некоторыми дополнительными присадками.

Исходя из этого, ясны и подводные камни. Первый из них — это абсолютная несовместимость галлийсодержащих сплавов с алюминием!

Во времена, когда уроки химии в школе непременно сопровождались демонстрацией опытов, был среди них и опыт по амальгамированию алюминия. Алюминий покрывали слоем ртути и он тотчас начинал бурно окисляться, рассыпаясь прямо на глазах. Ртуть защищала алюминий от образования оксидного слоя и он образовывался уже на поверхности амальгамы, но не был способен остановить окисление, так как на поверхности жидкости он не удерживался сплошным слоем, растрескивался, и в трещинах открывалась свежая, неокисленная поверхность амальгамы.

Ровно так же действует и галлиевый сплав с той только разницей, что он способен буквально пропитывать алюминий насквозь, проникая в межкристаллитные промежутки. Алюминий, пропитанный жидким галлием, не только окисляется на глазах, но еще и крошится в руках.
Так что ЖМ следует держать от алюминия подальше. И это касается не только алюминиевых радиаторов: случайная капелька «жидкого металла» может уничтожить и корпус ноутбука, если тот из алюминиевого сплава, и любую другую алюминиевую деталь. Хотя бы корпус какого-нибудь конденсатора. Причем капелька эта является классическим катализатором — делает свое черное дело, не расходуясь сама.

Но и медь к галлию небезразлична. На рисунке выше я привел T-x диаграмму системы медь-галлий (из справочника «Диаграммы состояния двойных металлических систем» под ред. Лякишева), на которой видно бесчисленное множество интерметаллических соединений. Как только галлий вступит в контакт с медью, они тут же начинают образовываться. Жидкий галлий (к его сплавам это тоже относится) вообще очень охотно смачивает и металлы, и неметаллы, а явное химическое сродство этому крайне способствует. Так что «жидкий металл» будет просто впитываться в медь, образуя на границе между металлами корку интерметаллидов. Последние не являются металлами с физической точки зрения, они тугоплавки, хрупки и обладают плохой тепло- и электропроводностью, но главное — «жидкий металл» будет расходоваться на их образование и просто уйдет из зазора. Многие из тех, кто пробовал в деле ЖМ, сообщают, что со временем он перестает работать, и сняв радиатор, они обнаружили, что жидкий металл «испарился». Испариться он не мог — заметное давление пара у его компонентов появляется только свыше тысячи градусов — он просто впитался в медь, прореагировал с ней. Устранить это явление помогает никелевое покрытие на меди, хоть оно и является дополнительным препятствием для тепла.

Кстати, впитываемость галлия и его сплавов в металлы еще касается паяных соединений — помните про ту маленькую капельку, которая может разрушить алюминиевый корпус? Так вот, такая же капелька, попавшая на припой, сделает и его хрупкой, а пайку ненадежной. В какой-то момент это «сработает». Поэтому лично я бы держал «жидкий металл» как можно дальше от любой электроники.

И последнее, о чем следовало бы написать: «жидкий металл», увы, небезвреден. Галлий по некоторым данным сравним по токсичности с мышьяком, второй его компонент, индий — также является токсичным тяжелым металлом. В отличие от ртути сплавы на основе галлия все же абсолютно нелетучи при обычной температуре, так что отравиться их парами не получится, однако из-за своей способности легко прилипать ко всему на свете эти сплавы невероятно мазучие. Испачкать ими, к примеру, руки — легче легкого, а отмыть их до конца очень сложно. Потом это все попадет в рот. Поэтому — работаем с «жидким металлом» и всем, что с ним контактировало только в резиновых перчатках и отдельно от еды, питья и курения. И да, никогда не делайте так, как на КПДВ!

Немного жидкого металла для вашего процессора: термоинтерфейс Coollaboratory Liquid Pro

Появление на рынке новых термоинтерфейсов – явление довольно редкое. Казалось бы, все ресурсы по организации эффективного теплового контакта между компонентами системного блока исчерпаны: "заморская" паста Arctic Silver 5 и отечественная КПТ-8 уже давно завоевали доверие оверклокеров и в дополнительной рекламе, и уж тем более тестировании, не нуждаются. Между тем, пока ученые-физики планируют порадовать нас с вами новым супер-термоинтерфейсом на основе нанотрубок, более реальную альтернативу предлагает компания CoolLaboratory со своим продуктом – термопастой Coollaboratory Liquid Pro. Мы не могли обойти стороной факт появления на рынке этой новинки и сегодня представляем вам её подробное изучение и тестирование.

Термоинтерфейс был предоставлен нам на тесты в обычном полиэтиленовом пакете с небольшим бумажным ярлычком, не несущим другой информации кроме названия термопасты и соответствующего штрих-кода:

Термопаста находится в маленьком и тонком шприце:

Согласно официальной информации производителя, масса термоинтерфейса в шприце равна 1 грамму. Несмотря на то, что в нашем пакете кроме шприца больше ничего не было, с серийными (если так можно выразиться) образцами поставляется подробная инструкция, что немаловажно при использовании Coollaboratory Liquid Pro. Почему? Ответ вы найдете ниже.

Компания-производитель по вполне понятным причинам не распространяется о компонентах своего нового термоинтерфейса, поэтому далее я предлагаю называть его "жидким металлом" – это первое, что приходит на мысль при виде капельки Coollaboratory Liquid Pro. Сразу же всплывают в памяти кадры из фильма "Терминатор 2 – Судный День", в котором неугомонный Т-1000 (Роберт Патрик) собирался по этим самым капелькам после того, как терпел очередное фиаско от Т-800 (А.Шварценеггер) ;).

В свою очередь, свойства своей термопасты CoolLaboratory скрывать не собирается: похожий на капельки ртути или расплавленного припоя термоинтерфейс обладает в несколько раз большей теплопроводностью, чем все известные до сего времени термопасты. Он не высыхает и не разлагается. Производитель особо обращает наше с вами внимание, что данный термоинтерфейс не предназначен для использования с алюминиевыми кулерами, так как оказывает деструктивное влияние на поверхность их основания. А вот системы охлаждения с медным, никелированным или даже серебряным основанием – пожалуйста, можно использовать без ограничений и опасений.

Пусть вас не смущает небольшое количество термоинтерфейса в шприце. Достаточно выдавить капельку Coollaboratory Liquid Pro на теплораспределитель процессора.

Мало? Отнюдь. Распределив эту каплю Coollaboratory Liquid Pro по крышке процессора, получим очень тонкий и почти равномерный слой:

Казалось бы, все просто: выдавливай из шприца жидкий металл и равномерно распределяй. Однако сделать это удалось с большим трудом. В инструкции на официальном сайте приведена подробная процедура нанесения термопасты на процессор, а затем и удаления с него. Но, увы, у меня ничего похожего не получилось. Капельку термоинтерфейса, как и положено, выдавил на теплораспределитель процессора, который был предварительно обезжирен спиртом. Затем из косметички сестры бесследно исчезла небольшая кисточка, которая мне ничуть не помогла. Шарик жидкого металла кисточкой удалось лишь разбить на более мелкие, которые ни в какую не хотели размазываться по теплораспределителю, перекатываясь, спадая на края подложки процессора и околосокетное пространство. Здесь необходимо отметить, что, как и любой другой металл, Coollaboratory Liquid Pro обладает хорошей электропроводностью, поэтому любое попадание такого шарика на микроэлементы материнской платы может привести к замыканию и фатальным последствиям. Будьте бдительны!

Так каким же образом удалось равномерно распределить термоинтерфейс? Все оказалось намного проще, чем можно было бы предположить. Обычным кусочком ватки я начал как бы втирать эти шарики в крышку процессора. Ватка впитала в себя эти шарики, которые затем превращались в плёнку серебристого цвета, равномерно покрывающую тонким слоем весь теплораспределитель процессора. В соответствующей ветке конференции есть ещё несколько способов нанесения Coollaboratory Liquid Pro, но, возможно, именно такой вариант вам окажется полезен.

Излишки термопасты можно втянуть обратно все тем же шприцем. Удаление термопасты с процессора я выполнял с помощью нескольких комплектов ваток, смоченных спиртом. Надо сказать, достаточно долгая и трудоемкая процедура закончилась успешно – после почти трех недель тестов данного термоинтерфейса на процессоре не осталось и следа от него. Между тем, существует информация, что не всем удалось отчистить процессор полностью, и что на теплораспределителе остаются неудаляемые черные следы. В свою очередь, производитель рекомендует для удаления Coollaboratory Liquid Pro использовать специальный автомобильный очиститель металла:

Тестирование Coollaboratory Liquid Pro проводилось в сравнении с широко известной и уже не раз тестировавшейся нами КПТ-8 и одной из лучших термопаст Arctic Silver 5. Посмотрим на их технические характеристики в таблице:

Характеристики	КПТ-8	Arctic Silver 5	Coollaboratory Liquid Pro
Теплопроводность, Вт/м*К	0.7-0.8	>8.7	82
Удельное объемное электрическое сопротивление, не менее, Ом*см	10 14	-	-
Электрическая прочность, кВ/мм	2-5	-	-
Рабочие температуры, °С	-60 . +180	-50 . +130	-
Состав (основные наполнители)	оксид цинка	серебро, нитрид бора, оксиды цинка и алюминия, сложный эфир	-
Цвет пасты	Белый	Серый	Серебристый
Тип упаковки	Банка/тюбик	Шприц	Шприц
Масса, гр.	12	3.5	1
Розничная стоимость, долларов США	1	5	10

Как вы можете видеть, стоимость Coollaboratory Liquid Pro в десять раз превышает цену КПТ-8 и она вдвое дороже Arctic Silver 5. Проверим, оправдана ли столь высокая стоимость нового термоинтерфейса.

Тестирование термопаст было проведено на открытом стенде, включающем материнскую плату ABIT AN8 SLI , BIOS v.2.0, процессор AMD Athlon 64 3200+, 1.40 V, Cool&Quiet Disable, (Venice, E6) и кулер Thermaltake Big Typhoon Hands Edition". Все тесты были выполнены в операционной системе Windows XP Professional Edition Service Pack 2. Драйверы чипсета материнской платы - NVIDIA nForce версии 6.82.

Для того, чтобы создать более серьезную нагрузку, процессор AMD Athlon 64 3200+ (2000 MHz) при увеличении напряжения до 1.65 V был разогнан до частоты в 2784 MHz (максимум данного экземпляра CPU под S&M):

Разогрев процессора и мониторинг температурных показателей (посредством SpeedFan версии 4.28), а также скорости вращения вентиляторов осуществлялся с помощью программы S&M версии 1.8.0 (alpha) в 15-минутном режиме прогрева FPU-тестом при 100% загрузке:

Учитывая, что S&M производит на процессор очень высокую нагрузку, тесты прогрева процессора были выполнены и с помощью бенчмарка Super PI при расчете числа "Пи" до 32 М знаков, который на указанной конфигурации в среднем занимает немногим менее 27 минут. Этого, на мой взгляд, вполне достаточно чтобы оценить эффективность работы термопаст. Показания температуры фиксировались по встроенному в процессор датчику мониторинга температуры (CPU Sensor).

Комнатная температура во время тестирования находилась у отметки в 23-24 градуса Цельсия и принята за начальную точку отсчета на диаграммах. Особо обращаю ваше внимание, что каждый из термоинтерфейсов тестировался не менее чем в течение недели по 3-4 цикла прогрева в день (при общем времени работы компьютера в сутки равном 10-12 часам). Таким образом, каждая из термопаст прошла период стабилизации, который согласно официальной информации для Coollaboratory Liquid Pro составляет двое суток (72 часа для Arctic Silver 5, а для КПТ-8 и вовсе не указывается).

Ну что же, пора переходить к изучению результатов тестирования, которые представлены на сводной диаграмме.

Как вы можете видеть, разница между термоинтерфейсами очень незначительна. Особо отмечу, что совсем уж минимальная разница между Arctic Silver 5 и КПТ-8, тогда как в предыдущем их сравнении на Intel Pentium 4 Arctic Silver 5 обошел КПТ-8 на 3 градуса Цельсия (что лишний раз подтверждает недопустимость сравнения результатов разных тестирований). Между тем, новинка от CoolLaboratory показывает лучшую из тестируемых термоинтерфейсов теплопроводность, обеспечив преимущество над Arctic Silver в 2 градуса Цельсия. Стоит ли вдвое переплачивать за столь незначительное преимущество – решать как всегда вам.

А я предлагаю посмотреть, как поведет себя новый термоинтерфейс на графическом процессоре R480 видеокарты Sapphire Radeon X850 XT PE, полученной путем модификации и разгона Sapphire Radeon X800 GTO2. Площадь чипа не самой горячей по сегодняшним меркам видеокарты превышает площадь чипов всех современных видеокарт, уступая лишь Radeon X1900 XTX/XT, что и будет полезно нам с вами сегодня для тестирования термоинтерфейсов.

Капельки жидкого металла (меньшего размера, чем на CPU) вполне хватило, чтобы заполнить всю поверхность графического процессора:

В данном случае следует быть особенно аккуратным и внимательным, так как находящиеся на подложке процессора микроэлементы легко замкнуть излишками Coollaboratory Liquid Pro.

Итак, разогрев графического процессора видеокарты осуществлялся путём восьмикратного прогона теста Firefly Forest из бенчмарка 3DMark 2006 с активированной анизотропной фильтрацией уровня 16x. Полноэкранное сглаживание было выключено. Мониторинг частот видеокарты и температурных показателей производился с помощью утилиты ATI Tray Tools версии 1.0.5.824. Добавлю, что видеокарта охлаждалась полностью медным кулером Zalman VF700-Cu на максимальных оборотах вращения его вентилятора (~2750 RPM). Длительность тестирования и период стабилизации термоинтерфейсов на GPU был равен оному на центральном процессоре. Посмотрим на полученные результаты на сводной диаграмме:

Нетрудно заметить, что разница в эффективности между КПТ-8 и Arctic Silver 5 практически исчезла. В то же время новый термоинтерфейс от CoolLaboratory опережает конкурентов примерно на 1.5 градуса Цельсия в пике нагрузки. Отмечу, что без нагрузки в 2D-режиме при использовании Coollaboratory Liquid Pro температура графического процессора была на 1 градус выше, чем у КПТ-8 и Arctic Silver 5. Данный факт позволяет предположить, что жидкий металл "любит" более высокую температуру и в полной мере раскрывает свои способности при её увеличении. Вполне возможно, что на более горячих видеокартах уровня Radeon X1900 XTX/XT (и процессорах с ядром Prescott с частотами от 4 GHz) эффективность Coollaboratory Liquid Pro в сравнении с другими термоинтерфейсами будет ещё выше.

Подводя итог тестированию, с уверенностью можно сказать, что Coollaboratory Liquid Pro – лучший термоинтерфейс на сегодняшний день. Очень высокая теплопроводность данной термопасты подтверждена результатами не только данной статьи, но и пока еще редкими её обладателями – участниками конференции Overclockers.ru. Однако, как это часто бывает, без ложки дегтя не обошлось, более того, этих самых "ложек" даже несколько. Во-первых, Coollaboratory Liquid Pro всё ещё трудно приобрести на территории СНГ. Во-вторых, стоимость термопасты на сегодняшний день равна цене неплохого бюджетного кулера производства GlacialTech (с предварительно нанесенным термоинтерфейсом очень высокого качества). В третьих, при нанесении на поверхность теплораспределителя процессора (либо графического чипа) термопаста требует повышенной аккуратности и внимательности. Ну а если все эти преграды вас не останавливают, из головы не выходит мысль о том как бы ещё скинуть пару градусов с разогнанного чипа, а ждать термоинтерфейс из нанотрубок уже нет сил, то выбор здесь очевиден и именуется он Coollaboratory Liquid Pro.

Сергей Лепилов aka Jordan

Читайте также: