Flüssiges Metall, auch bekannt als Wärmeleiter aus flüssigem Metall oder flüssiges Metallkühlmittel, ist eine Art Kühlmittel, das aus Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt besteht. Es hat eine hohe spezifische Wärmekapazität, hohe Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen Schmelzpunkt und einen hohen Siedepunkt. Derzeit wird es hauptsächlich in Bereichen wie der Wärmeleitung von Kernreaktoren und der Kühlung von Computerchips verwendet. Zu den üblichen flüssigen Metallkühlmitteln gehören Natrium-Kalium-Legierungen, Blei-Wismut-Legierungen und Gallium-Indium-Legierungen.
Das in elektronischen Produkten am häufigsten verwendete Flüssigmetall ist eine Legierung auf Galliumbasis. Tatsächlich gibt es hinsichtlich der Verwendung in elektronischen Produkten keinen großen Unterschied zwischen der Wärmeleitung durch Flüssigmetall und herkömmlichem Silikonfett. Sie sind beide pastös und werden zur Wärmeleitung zwischen dem Chipgehäuse und dem Kühlkörper verwendet.
- Unterschied zwischen herkömmlichem Silikonfett und Wärmeleitung durch flüssiges Metall
Silikonfett wird verwendet, um die Lücken zwischen dem CPU-Gehäuse und dem Kühlkörper als Wärmeleiter zu füllen. Die Partikel in herkömmlichem Silikonfett sind nur im Mikrometerbereich, während Flüssigmetall bis in den Nanometerbereich vordringen kann. Das bedeutet, dass Flüssigmetall Lücken, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind, besser abdecken kann. Darüber hinaus enthält Flüssigmetall eine große Menge an Metallelementen, was zu einer besseren Wärmeleitfähigkeit führt.
Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient bestimmt die Qualität des Wärmeleiters. Derzeit auf dem Markt erhältliche Silikonfette haben im Allgemeinen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten zwischen 5 W/mK und 12,5 W/mK. Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Flüssigmetall kann bis zu 128 W/mK betragen, obwohl die auf dem Markt erhältlichen Fette normalerweise zwischen 20 W/mK und 80 W/mK liegen. Einfacher ausgedrückt kann die Verwendung von Flüssigmetall die CPU-Temperaturen im Vergleich zur Verwendung von Silikonfett im selben Gerät um etwa 10 °C senken.
- Eigenschaften
- Flüssigmetalle haben eine viel höhere Wärmeleitfähigkeit als Wasser, Luft und viele nichtmetallische Medien. Daher können Chipkühler aus Flüssigmetallen im Vergleich zur herkömmlichen Wasserkühlung eine effizientere Wärmeübertragung und extremere Wärmeableitung erreichen.
- Die hohe elektrische Leitfähigkeit von Flüssigmetall ermöglicht seinen Antrieb durch eine elektromagnetische Pumpe ohne bewegliche Teile, was zu hoher Effizienz, geringem Energieverbrauch und keiner Geräuschentwicklung führt.
- Flüssiges Metall verdunstet oder läuft nicht so leicht aus, es ist sicher, ungiftig, chemisch stabil, leicht recycelbar und gewährleistet den effizienten, langfristigen und stabilen Betrieb von Kühlsystemen.
- Vorteile
- Hervorragende Kühlleistung.
- Zur Lösung extremer Wärmeflussprobleme ist die Flüssigmetallkühlung bei zunehmender Wärmestromdichte die optimale Wahl.
- Die hohe elektrische Leitfähigkeit von Flüssigmetall ermöglicht seinen Antrieb durch eine elektromagnetische Pumpe ohne bewegliche Teile, was zu hoher Effizienz, geringem Energieverbrauch und keiner Geräuschentwicklung führt.
- Flüssigmetallrohre lassen sich flexibel anordnen, mehrfach biegen und ermöglichen problemlos eine Wärmeübertragung über große Entfernungen.
- Flüssiges Metall verdunstet oder läuft nicht so leicht aus, es ist sicher, ungiftig, chemisch stabil und kann den effizienten, langfristigen und stabilen Betrieb von Hochleistungskühlsystemen (> 1 kW) gewährleisten.
Insgesamt kann die Flüssigmetall-Kühltechnologie mit ihren hervorragenden Wärmeleitungs- und Wärmeübertragungsfähigkeiten umfassende und effiziente Lösungen für Hochleistungskühlungsanforderungen bieten. Es wird erwartet, dass sie eine Reihe neuer Methoden, Anwendungen und Produkte im industriellen, zivilen und sogar militärischen Bereich hervorbringt und eine bedeutende Rolle spielt.