凝胶级导热垫片

     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”。

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”！除了电子元件的老化，更惨不忍睹的反而是显卡导热垫的“渗油”问题。

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。

现在之所以出现这么严重的“渗油”，运算太过繁重，动不动就让显存上到100℃的高温状态！再加上显卡24小时连轴转，这就相当于把实验室的高温加速老化箱搬到了自己家里啊！😅

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！

就在显卡厂商对此一筹莫展之际，他们收到了材料大厂霍尼韦尔送来的几张新款导热垫片……

霍尼韦尔 putty pad 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，(邵氏00) 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(邵氏00) 20以上。

几种邵氏硬度的粗略对照，非精确数据仅作参考

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

大幅改善“渗油”问题的霍尼韦尔导热垫片

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？

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”。

导热垫片的微观构成（简化示意图）

也就是说，交联剂是让“硅油”变成“垫片”的关键角色。

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。

从宏观角度来看，就是导热垫片“渗油”了！

交联密度与渗油量的关系

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(shore 00) 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）

“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……

如此看来，霍尼韦尔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——

• 一方面把渗油量降到了极低的水平；

• 但是同时硬度也被降低到了凝胶级别！

“凝胶”的微观结构

“垫片”的微观结构

压缩形变测试

压缩形变测试的瞬时应力数据（honeywell）

压缩形变测试的5min残余应力数据（honeywell）

而霍尼韦尔垫片的表现就很有“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！

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！

所以说，材料的进步都是被用户的需求倒逼出来的！

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，就该归功于刻苦的广大电脑玩家了吧！

【版权与免责声明】本内容为转录作者以下微信公众号，并经过合规删改,不代表我司立场。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。

微信：woshishui7683