Chladiče budoucnosti: přijdou místo mědi pasivy z pyrolytického uhlíku?

0

Pasivní části počítačových chladičů se kam až má paměť sahá vyrábějí z hliníku (u těch levnějších) a z mědi (ty lepší kousky). Během nového tisíciletí se navíc rozšířilo používání heatpipe, které rozvod tepla urychlují. V skutečně nejlepších chladičích by se však možná mohl časem objevit zcela jiný materiál, a paradoxně to ani není kov. Skvělou tepelnou vodivost má totiž forma uhlíku, známá pod označením pyrolytický uhlík či také pyrolytický grafit.

Na bázi žíhaného pyrolytického uhlíku představila firma Thermacore speciální materiál pro rozvaděče tepla a chladiče, který nazývá K-Core Annealed Pyrolytic Graphite („K-Core žíhaný pyrolytický grafit“). Měl by být tvořen jádrem právě z oné formy uhlíku, o níž je řeč, ovšem proloženým a obalený pláty kovu, zřejmě hliníku či mědi. Samotný pyrolytický uhlík je totiž křehký.

K-Core Annealed Pyrolitic Graphite

Chladič z tohoto materiálu má údajně tepelnou vodivost 1092 W/mK, je-li obalem hliník (s mědí dosáhne na 1176 W/mK). Pro srovnání, vodivost mědi se pohybuje okolo 400 W/mK a hliník je na tom ještě hůř, dosahuje zhruba 230 W/mK. Ovšem vodivost naměřená na skutečném chladiči by mohla být nižší. Že je tento materiál dobrý nejen teoreticky, ale i v praxi, naznačuje jedna věc. Právě tento „K-Core uhlík“ totiž prý NASA zvolila coby materiál pro komponenty chladící optiku družice Landsat 8, která byla vypuštěna začátkem tohoto roku.

  Srovnávací tabulka vodivostí pro materiál K-Core Annealed Pyrolitic Graphite
Srovnávací tabulka vodivostí pro materiál K-Core Annealed Pyrolytic Graphite 

Pyrolytický uhlík je podobný grafitu, ovšem s tím rozdílem, že mezi jednotlivými „pláty“molekul, které tvoří vrstvičky grafitu tu a tam existuje spojení ve formě kovalentní vazby. Materiál se vyrábí krystalizací uhlíku z uhlovodíkových par při vysoké teplotě. Z toho již asi tušíte, že produkce této lahůdky nebude levná, nicméně při cenách highendového chlazení by snad k jeho uplatnění jednoho dne mohl být prostor.

 

Pyrolytickouhlíkové pasivy by ale také musely počítat s jednou nectností tohoto materiálu. Zatímco kovy vedou teplo do všech stran, tato forma uhlíku nikoliv. Vysoká vodivost platí jen ve směrech, ležících v rovině oněch molekulárních vrstev. Pokud byste naopak chtěli vést teplo kolmo, skrze jednotlivé vrstvy, se zlou se potážete, neboť vodivost klesne ze skvělých 300-1700W/mK na zlomek, a to skutečně mizerných 3,5-10 W/mK. Zjednodušeně si to můžete představit tak, že v pyrolytickém uhlíku teplo teče jen v rámci oněch rovinných vrstev molekul, zatímco mezi nimi prosakuje minimálně. Pokud byste tedy kostku tohoto materiálu chtěli použít jako pasiv či rozvaděč tepla, museli byste dbát, aby vrstvy molekul svíraly pravý úhel se základnou a tedy povrchem čipu.

Družice Landsat 8
Družice Landsat 8

Bez ohledu na praktické a finanční problémy by ale použití tohoto materiálu mělo pro výrobce jednu velkou „výhodu“. Jak jste si asi už mnohokrát všimli, je dnes v módě chlubit se tím, že komponenty použité v hardwaru splňují tu požadavky vojenského, tu leteckého průmyslu. To, že je chladič vyroben z materiálu používaného vesmírnými sondami NASA, by tedy marketing jistě velmi rád zužitkoval.

Zdroje: FrostyTech, PC Perspective