夏日PC消暑指南:硅脂的選擇與性能測試
相信很多看過《夏日PC消暑指南：除塵篇》的讀者，已經躍躍欲試的要自己動手為愛機除塵降溫了，但是除塵只是最簡單的一步。真正拆下散熱器后看到幾近干涸的硅脂，大家又該發愁了。這一坨黏糊糊的就是硅脂？我到底該選擇什么種類的硅脂？不同價位的硅脂間導熱性能究竟有多大差距？在本篇中，筆者將為大家逐一解決這些問題。
有的讀者問道：我這么老的機器了換高端風扇或者水冷設備完全不值得啊，但是我已經按照筆者你的建議除過塵了還是熱成狗怎么辦？！
筆者請你先拆下自己的散熱模組看看是不是硅脂已經成這個樣子了？
圖片來源于網絡
如果是這樣的情況，筆者首先要恭喜你終于找到了電腦罷工的最大元兇，就是這片毫無生氣的“硅脂”。想要解決這個問題也很簡單，選擇一款適合自己電腦情況的硅脂重新涂好，恢復散熱性能的電腦立馬又會生龍活虎起來。
為什么CPU與散熱器之間需要用導熱硅脂填充？
由于工藝限制，在實際中根本不能達到散熱器底座與CPU接觸面絕對平整，也就是說二者之間的接觸根本不可能達到100%。接觸不充分就會導致接觸間隙存在一定量的空氣，空氣作為熱得不良導體，會大大降低傳熱效果。而硅脂憑借良好的延展性和較高的導熱率成為了CPU與散熱底座直接縫隙里最好也是最便宜的填充介質。
我們在顯卡和CPU上涂抹的膏狀物即是硅脂。PC中使用的硅脂的全稱叫導熱硅脂，是硅脂大家族中的一員。導熱硅脂又俗稱“導熱膏”“硅膠”，是一種高導熱率的絕緣有機硅材料，其成分主要由做基礎油的特種硅油、做填料的特種金屬氧化物以及添加劑構成。大部分硅脂是粘稠度較低的膏狀物，由于加工工藝和填料的不同會呈現白、灰、黑、金等顏色。
為什么選擇硅脂做介質？
硅脂工作溫度范圍很大而且本身很難固化（當然僅限于有效期內，拖到硅脂固化都懶得換的也是神人）。憑借良好的導熱、耐溫、絕緣特性成為了耐熱器件理想的介質材料。而且性能穩定，在使用中不會產生腐蝕氣體，不會對所接觸的金屬產生影響，廣泛應用于各種工業產品中，所以PC用散熱硅脂是硅脂家族中很小的一個部分。
什么樣的硅脂導熱效果好？
影響硅脂的導熱效果主要有含油率、熱阻、導熱系數及延展性四個重要參數，其中含油率和熱阻越小越好，高油度的硅脂在長期存放后會分離出大量的水質油脂，降低傳熱效果，熱阻則是阻止熱量傳遞的能力的綜合參量。而后兩者均為越大越好，但由于這些參數測試均需要專業的環境及器材，也有專業的技術指標，受于技術和器材限制，筆者無法完成這些參數的對比測試，只能通過官方標稱來識別。
現在市場上硅脂品牌很多，不少打著“摻金”“滲銀”的旗號，“摻金滲銀”真的會提高硅脂的導熱效果？確實，添加金屬氧化物會在一定程度上提高硅脂的導熱率，但是首先請大家看一看常見金屬的導熱率。
我們可以看到，導熱率最高的金屬是銀，銅的導熱性與銀差距不大。但是金的導熱性盡管比鋁好一些，但與銀仍有較大差距。從材料本身導熱性來說，金并不適合作為硅脂填料。所以市場中所謂的“黃金”硅脂，即便真的添加的金效果也不會太好。
排除材料本身的導熱性，填料本身顆粒的尺寸對硅脂的導熱性能也有很大的影響。前文已經提到，CPU與基座之間的縫隙被填充的越緊密，熱量越容易被傳導出來。導熱硅脂填料顆粒越小，硅脂越能獲得更好的導熱性能。舉例而言，信越7783這款公認導熱性能良好的硅脂，在宣傳中集中強調的就是其“納米級”的分子材料，對填料本身采用了何種金屬并未提及。所以，并非含銀量越高導熱性越好。
所以一款好的硅脂應該具備以下幾個有點：含油率低（外觀粘稠），填料顆粒直徑小，填料材質導熱率高。
筆者看到不少網友甚至對牙膏替代硅脂也進行了嘗試，首先不能否認牙膏能起到一定的導熱效果，但用牙膏替代硅脂的方式是絕對錯誤的。因為牙膏成分復雜且含有一定量的水分，受熱揮發可能會造成CPU元件的腐蝕甚至短路。
涂抹工具
一個手指套，一個小刮板就是筆者涂硅脂需要的全部工具了。很多品牌的硅脂都會在包裝中附帶一個小刮板，筆者的刮板已經遺失只好使用自制工具。
在如何涂抹CPU硅脂的問題上，包括硅脂廠家也沒有一個完全標準化的涂抹流程。涂抹硅脂目標就是把硅脂涂得薄而均勻，不能存在氣泡，這樣才能保證CPU與散熱器基座之間的縫隙被完全填充。 所以諸如“一點紅法“、”九點法“等多種流派之間其實都是殊途同歸。
在涂抹硅脂之前最好用醫用酒精棉片將CPU表面徹底清理干凈，如果CPU表面有氧化物的話可以用橡皮擦擦拭清除氧化物。清理后取適量硅脂涂與CPU表面。
隨后首先用刮板或手指套大致把硅脂抹開，然后用刮板盡量將硅脂刮得均勻平整即可。
硅脂在CPU散熱器扣具扣緊后，多余的硅脂會被擠出余下的硅脂會自然處于比較理想的狀態。
最后風扇的安裝過程，扣具要按照對角線均勻同時用力的原則上緊，才能保證硅脂擠壓過程受力更加均勻，獲得更好的導熱效果。
本次評測之前筆者購買了四款很有代表性的硅脂分別為：星牌 612黃金硅脂、星牌 DRG102硅脂、酷冷至尊 酷媽涼膏和IC DIANOND7鉆石硅脂。
四款硅脂基本參數
酷冷至尊 酷媽涼膏 40g裝 京東商城 售價39.9元>>購買鏈接
酷冷至尊 黃金硅脂 2g裝 京東商城 售價19.9元>>購買鏈接
酷冷至尊 酷媽涼膏與星牌 DRG102
酷媽涼膏作為本次四款硅脂中標稱導熱系數最低的產品，其膏體外觀為純白色，粘稠度很低，可見明顯硅油滲出。本款硅脂導熱系數恰好在1W/m·K左右，所以導熱性能測試將以此為基準，導熱效果尚可接受。40g裝售價為40元，非常適合硅脂消耗量大要求不高的裝機店使用。對于散熱要求較高又怕買到偽劣產品的用戶，酷冷至尊的”黃金硅脂“也是個不錯的選擇。
星牌 DRG102
星牌 DRG102 由于添加了約30%的金屬氧化物DRG102膏體呈現銀灰色，粘稠度較之酷媽涼膏略高，可見明顯硅油滲出。此款硅脂標稱導熱系數為1.2W/m·K，很多淘寶店鋪和電腦城的店家都宣稱這款硅脂是“含銀”的。從實際測試情況來看，其導熱能力甚至還不如酷媽涼膏，所以筆者對商家宣稱的“含銀”表示懷疑，所以在此不做推薦。
星牌 612黃金硅脂
星牌 612黃金硅脂是本次評測中唯一的一款“黃金硅脂”，因為添加了所謂“黃金”導致其每克單價達到了3元，其膏體粘稠度很低，可見明顯硅油滲出。其標稱導熱系數達到了1.729W/·mK，上文筆者已經談到硅脂含金噱頭大于實用，但是不論這款硅脂的填料到底是不是金氧化物，這款“黃金”硅脂的實際散熱能力還是值得肯定的。1.5g的容量足夠涂五六片CPU而售價僅為4.5元，非常適合追求經濟實用的用戶實用。
IC Demond7鉆石硅脂
大名鼎鼎的ICD7，號稱7.6克拉的膏體中含有約7克拉金剛石（鉆石）粉末。其膏體呈深灰色，粘稠度很高，表面無硅油滲出痕跡。其標稱導熱系數高達4.5W/·mK，實測導熱效果非理想，相同烤機條件下與DRG102有10℃的差距。考慮到磨合時間較短，在持續使用一段時間后相信ICD7還會有更好的表現。但是其1.5g裝售價高達43元，而且涂抹難度較高，因此只適合對硅脂性能要求很高且有一定經驗的高級DIY玩家使用。
由于含有金剛石顆粒，使用ICD7會使CPU表面留下一定程度的劃痕。介意的朋友可以選擇以下兩款高端硅脂
酷冷至尊 Extreme Fusion X1 京東商城 售價79元>>購買鏈接
為什么金剛石導熱性能如此優異？
金剛石作為自然界中導熱率最高的物質其導熱率高達2500W/·mK，超高的導熱率是因為金剛石與普通金屬在導熱原理上有本質的區別。普通金屬依靠環繞在原子周圍的電子運動導熱，而在金剛石晶體中，熱量主要靠組成晶格的原子震動來完成（學界稱之為熱能量子或聲子），這種方式使得熱量傳輸速度快、損耗小才使得金剛石導熱性能非常好。
此次測試硬件平臺的搭建過程中考慮到不同價位的散熱器效能差異巨大，所以選用了英特爾原裝風扇。CPU上也基于大眾情況的考慮選用了酷睿 i3-4160，這款22nm的四代酷睿CPU熱設計功耗為54W，對于散熱性能有限的原裝風扇來說剛剛好。
烤機測試軟件Prime95是一款專門測試系統穩定的軟件，在所有的拷機軟件中，Prime95是公認的最殘酷的一款。它把負荷高得有點離譜的工作量加載在CPU身上，以此來考驗CPU的承受能力。這一測試因其可以發現其他測試程序無法發現的穩定性問題而備受關注，更加被許多專業的計算機 OEM 制造商用來確定計算機的穩定性。
烤機測試是將Prime95打開后，運行其torture模式中的In-place large FFTs項，同時啟用AIDA64軟件記錄CPU核心和表面的溫度曲線。在進行烤機一小時以上，溫度曲線穩定后記錄數據。
酷冷至尊 酷媽涼膏測試截圖 星牌 DRG102測試截圖
星牌 612測試截圖 IC Demond7測試截圖
測試成績
從測試中可以看到，效果最差的DRG102和效果優秀的ICD7相差了10℃左右。每款硅脂的磨合期也不一致，因此一小時的測試可能對ICD7不太公平，而額外添加的液態金屬不但沒有好效果，反而價格昂貴，并帶腐蝕性。星牌612這款硅脂能取得不俗的成績也是意料之外。
總結：小小的硅脂能引起如此大的溫度差距說明硅脂確實需要讓大家重視，一款好的硅脂和一個正確的硅脂涂抹方法可以讓你在低投入的情況下讓你的電腦獲得明顯的降溫效果。這次測試所用的英特爾原裝風扇在散熱能力上十分有限測試結果僅作為參考基準，換裝中高端散熱風扇以后溫度還將會有大幅度的降低。■<
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