News Sandia-Forscher entwickeln revolutionären CPU-Kühler

FRIIIEEK schrieb:
der Kontakt zwischen Kühlerboden und Lamellen über eine sehr dünne Luftschicht hergestellt... das scheint auszureichen um die Hitze abzuführen (steht auch in der News) ;)

Genau daran habe ich aber auch noch meine Zweifel. Wärme wird nach wie vor über Atome/Moleküle übertragen. Im Festkörper geht das über das Gitter schön schnell, aber in der Luft, egal wie dünn sie ist, eigentlich kaum... Aber bei anderen physikalischen Bauelementen arbeitet man ja auch mit einer dünnen Schicht, einer dünnen Sperrschicht. Vielleicht haben sie es tatsächlich so hingekriegt, dass das kein Flaschenhals ist.
 
bin mit meinem Thermalright Archon mehr als begeistert, und ich bezweifle das der Kühler Leiser und Leistungsstärker ist als mein Archon. :)
 
Und auf 0,03 mm wäre, wie gesagt, auch Luft ein absolut ausreichender Wärmeleiter ... der Unterschied von Quecksilber zu reinem Kupfer wäre, trotz des Wärmeleitfaktorunterschiedes von 1:50, kaum messbar.
Das ist ungefähr so als würdest du in einem kompakten Vollzylinder Block eine anderes Metall reinwalzen, dass eine 10.000-fach schlechtere Wärmeleitfähigkeit hat.
Dazu kommen noch Temperatureindringkoeffizienten an den Grenzfälchen.

Siehe auch #33: https://www.computerbase.de/forum/t...aeren-cpu-kuehler.923012/page-2#post-10238573
 
OT:
Vidy_Z schrieb:
Ja @Four, nicht schlecht! Bei dreht sich also der Kühler auf der Welle und die Welle steht. Warum nicht? Gefällt! Zwar Öl als Medium, aber das ist ja erst mal egal.
Ganz genau, Öl habe ich genommen weil Wasser mir bei der Bauweise zu gefährlich vorkommt.
Falls der Elektromotor ausfällt würds schnell mal 90- 100 Grad heiss werden bevor die CPU sich selbst untertaktet/abschaltet. Die Dichtungen der Kugellager halten aber nicht viel Druck aus... :mussweg:
 
Sherman123 schrieb:
Das ist ungefähr so als würdest du in einem kompakten Vollzylinder Block eine anderes Metall reinwalzen, dass eine 10.000-fach schlechtere Wärmeleitfähigkeit hat.
Dazu kommen noch Temperatureindringkoeffizienten an den Grenzfälchen.
Setzt man die Volumen des Kühlers und eines Motorblocks ins Verhältnis, entspricht das ungefähr dem Anteil an Fremdstoffen im Stahl des Motors, welcher sich in der industriellen Fertigung nicht entfernen lässt.

Aber lass uns das ganze einmal auf eine nachvollziehbarere Art betrachten.
Da die Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit 1:1 miteinander zusammenhängen, kannst du dir ja mal ein Multimeter krallen und den elektrischen Widerstand einer ... sagen wir großzügigerweise, 0,5 mm dicken Kupfer- und 0,5 mm dickem Bleiplatte messen.

Während sich die dicke des Materials um ein fast 200 faches erhöht hat, hat sich die elektr. und thermische Leitfähigkeit von Blei gegenüber Quecksilber nur um ein 4 faches erhöht.
Die Ausgangssituation müsste dir also sogar noch gewaltig in die Hände spielen ... doch die Messwerte geben mir trotzdem Recht.

... und wie du auf einmal auf den Faktor 10.000 kommst, is' mir ehrlich gesagt ein Rätsel.
Eine unbelegte Behauptung eines Users. :freak:
Vidy_Z schrieb:
@Just a Script
edit: Quecksilber brauchst du auch nicht zu essen. Quecksilber dampft aus. Und bei regelmäßigem Einatmen reichen schon geringste Mengen dieses Gases um sich nachhaltig zu vergiften. Deshalb ist Quecksilber trotz seiner sehr interessanten Eingenschaften aus unserer technischen Umwelt so gut wie verschwunden. Nicht mal Quecksilberthermometer, in denen das Metall im Glas "eingeschweißt" ist, sind noch erlaubt.
Wenn man das Leitmedium nicht an Ort und Stelle halten kann, braucht man sowieso nicht darüber nachdenken.

Allerdings bin ich mir sicher, dass es Möglichkeiten gibt.
 
Zuletzt bearbeitet:
Nein, das ist nicht nur eine Behauptung. (wer mich kennt, weiß, dass man sich auf meine Zahlenangeben in den meisten Fällen verlassen kann) :)
Wärmeleitfähigkeit Kupfer: ~400 W/mK
Luft: 0.0261 W/mK (http://de.wikipedia.org/wiki/Luft)
gut, es ist nicht der Faktor 10.000, sondern ein Faktor von ~15325.

(bei steigender Temperatur steigt auch die WLF der Luft, bei 20°C gibt es eben Faktor 15xxx; bei höheren Lufttemperaturen gehts in Richtung Faktor 10xxx)


Setzt man die Volumen des Kühlers und eines Motorblocks ins Verhältnis, entspricht das ungefähr dem Anteil an Fremdstoffen im Stahl des Motors, welcher sich in der industriellen Fertigung nicht entfernen lässt.
Was meinst du?
Temperaturübergangswiderstände sind immer seriell zu betrachten. Das meinte ich mit meinem Beispiel oben. Deshalb ist es eben ziemlich nachteilig, wenn man in einen Vollkupferblock eine Schicht mit 10.000 fach niedrigerer Wärmeleitfähigkeit einwalzt.

Da die Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit 1:1 miteinander zusammenhängen, kannst du dir ja mal ein Multimeter krallen und den elektrischen Widerstand einer ... sagen wir großzügigerweise, 0,5 mm dicken Kupfer- und 0,5 mm dickem Bleiplatte messen.
Es gibt keinen 1:1 Zusammenhang. Bei manchen Legierungen kommt man so ganz gut hin, aber manchmal liegt man auch meilenweit daneben. (z.b Beryllium)
Was willst du eigentlich messen? Wenn du in deinem Beispiel den Durchgangswiderstand der Platte misst, misst du alle möglichen Störeinflüsse, aber du wirst keinen Zusammenhang zur Wärmeleitfähigkeit finden.
Außerdem sind sowohl Wärmeleitfähigkeit als auch elektr. Widerstand temperaturabhängig. (nämlich genau entgegengesetzt: mit steigender Temperatur sind die elektr. Leitfähigkeit, aber es steigt bis zu einem Punkt die Wärmeleitfähigkeit)

Hier noch Quellen: Seite 8 und 9 http://ak-thermophysik.de/jahrestag...ften_der Staehle_Das_100-Staehle-Programm.pdf
 
Zuletzt bearbeitet:
@Just a Script
Da fällt mir ein, dass es tatsächlich flüssige Metalle oder Metalllegierungen gibt, die nicht das Giftigkeitsproblem von Quecksilber mit sich tragen. Ein Beispiel sind Kühlleitpasten aus flüssigem Metall, das andere ist dieser eine ganz bestimmte CPU-Kühler, der das Metall anstelle von Wasser und magnetisch angetrieben durch seine Kühlbahnen fließen lässt. Also hat deine Idee vielleicht doch eine ganz reale Zukunft. Man müsst halt mehr über diese Legierungen in Erfahrung bringen.
 
Gab es nicht 2009 schon mal so eine Revolution in Kühler Segment durch irgend eine Physikalische Eigenschaft die man Entdeckt hat wo man sehr weit Kühlen kann und das günstig?
 
Sherman123 schrieb:
Nein, das ist nicht nur eine Behauptung. (wer mich kennt, weiß, dass man sich auf meine Zahlenangeben in den meisten Fällen verlassen kann) :)
Wärmeleitfähigkeit Kupfer: ~400 W/mK
Luft: 0.0261 W/mK (http://de.wikipedia.org/wiki/Luft)
gut, es ist nicht der Faktor 10.000, sondern ein Faktor von ~15325.

(bei steigender Temperatur steigt auch die WLF der Luft, bei 20°C gibt es eben Faktor 15xxx; bei höheren Lufttemperaturen gehts in Richtung Faktor 10xxx)
Was den Faktor der Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Stoffe angeht, hast du Recht, allerdings hast du davon gesprochen, dass sich die "Wärmeleitung zu den Finnen um mindestens den Faktor 10.000" reduziert.
Diese Betrachtung is' alleridngs nicht korrekt, da du komplett die dicke des Luftspaltes ignorierst.

Selbst wenn man diesen 0,03 mm dicken Spalt durch kaltes, flüssiges Kupfer ersetzen könnte, würde sich die Temperatur im Prozessor kaum verändern, da bei solch geringen Größen einfach noch kein, unter den makroskopischen Gesichtspunkten unserer alltäglichen Welt, nennenswerter Vorteil des jeweiligen Stoffes ausgespielt werden kann.
Was meinst du?
Temperaturübergangswiderstände sind immer seriell zu betrachten. Das meinte ich mit meinem Beispiel oben. Deshalb ist es eben ziemlich nachteilig, wenn man in einen Vollkupferblock eine Schicht mit 10.000 fach niedrigerer Wärmeleitfähigkeit einwalzt.
Die Tatsache is' aber, dass das der Fall is'.

Weder Gold noch Stahl noch sonst irgendein Material können mit einem Reinheitsgehalt von 100% aufwarten.
Und wenn bei einem 1,5 m³ großen Motorblock auch nur 0,01% Fremdmaterial sind, dann sind das immernoch 15 cm³ schlechter leitender Materialien.

Und dennoch leitet der Motorblock die Wärme recht gut nach außen ab ...
Es gibt keinen 1:1 Zusammenhang. Bei manchen Legierungen kommt man so ganz gut hin, aber manchmal liegt man auch meilenweit daneben. (z.b Beryllium)
Ich wüsste nicht wo Beryllium aus dem Rahmen fallen sollte, sowohl Wärmeleitfähigkeit als auch elektrische Leifähigkeit stehen auf einem hohen Niveau und in einem relativ typischen Verhältnis zueinander.
Was willst du eigentlich messen? Wenn du in deinem Beispiel den Durchgangswiderstand der Platte misst, misst du alle möglichen Störeinflüsse, aber du wirst keinen Zusammenhang zur Wärmeleitfähigkeit finden.
Den elektr. Widerstand. Den Zusammenhang zur Wärmeleitfähigkeit kannst aus deinem Physikbuch entnehmen.

Und was du bei einer Messung des Widerstandes für Störeinflüsse messen möchtest kann ich ehrlich gesagt nicht nachvollziehen.
Außerdem sind sowohl Wärmeleitfähigkeit als auch elektr. Widerstand temperaturabhängig. (nämlich genau entgegengesetzt: mit steigender Temperatur sind die elektr. Leitfähigkeit, aber es steigt bis zu einem Punkt die Wärmeleitfähigkeit)
Sieht man einmal davon ab, dass das für unsere Betrachtung des Lüfters nicht die geringste Rolle spielt, da jeder verwendete Stoff in diesem System der selben Umgebungstemperatur unterliegen würde und wir uns in stark beschränkten Temperaturbereichen bewegen, widerspricht das nicht im geringsten meiner Aussage.

Dass sie in Zusammenhang miteinander stehen bedeutet ja nicht, dass sie aus einer Gegebenheit nicht entgegengesetzte Vor- oder Nachteile beziehen können.

Für mich is' gerade dieses Beispiel ein schöner Ausdruck, der Beziehung dieser beiden Eigenschaften zueinander, immerhin is' es die thermisch angeregte Eigenbewegung von Teilchen, welche die Diffusion und damit den Wärmeaustausch beschleunigt aber eben auch den Elektronen die Bewegungsfreiheit nimmt.

EDIT: Aber jetzt habe ich mich natürlich von dir zu einer schwachsinnigen Aussage hinreisen lassen ... ich wusste schon warum ich die Behauptung erst als 'Unsinn' abtuen wollte. *über mich selbst ärger*

Wenn du die Diagramme deiner Quelle einmal korrekt analysierst, dann wirst du feststellen, dass mit zunehmender Temperatur der elektrische Widerstand von Stahl steigt, die Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit aber sinkt.
Es verschlechtern sich also beide Eigenschaften gleichermaßen und hängen auch hier wieder sehr gravierend miteinander zusammen.

So oder so, die elektrische und die thermische Leifähigkeit von Stoffen stehen in einem untrennbaren Verhältnis zueinander.
 
Zuletzt bearbeitet:
Selbst wenn man diesen 0,03 mm dicken Spalt durch kaltes, flüssiges Kupfer ersetzen könnte, würde sich die Temperatur im Prozessor kaum verändern, da bei solch geringen Größen einfach noch kein, unter den makroskopischen Gesichtspunkten unserer alltäglichen Welt, nennenswerter Vorteil des jeweiligen Stoffes ausgespielt werden kann.
Ich möchte mit dir nicht anfangen zu streiten, aber du liegst hier wirklich falsch. Ich habe solche Luftspaltprobleme schon des öfteren berechnet. Die Dicke ist schön und gut, aber es gibt eben auch die Temperatureindringkoeffizienten durch die 2 zusätzlichen Grenzflächen. Die Temperaturleitwiderstände summieren sich auf. Der Luftspalt kann noch so dünn sein, der Wärmestrom muss sich an dieser Stelle durch eine "Engstelle quetschen".
Woher hast du die 0.03mm?

Ich wüsste nicht wo Beryllium aus dem Rahmen fallen sollte, sowohl Wärmeleitfähigkeit als auch elektrische Leifähigkeit stehen auf einem hohen Niveau und in einem relativ typischen Verhältnis zueinander.
Du schreibst etwas von einem 1:1 Zusammenhang. Beryllium leitet Wärme besser als viele andere Metalle; der elektr. Widerstand ist aber zum Beispiel höher als der von Alu. Es gibt einen Korrelation aber von einem 1:1 Zusammenhang zu sprechen ist einfach falsch.


Weder Gold noch Stahl noch sonst irgendein Material können mit einem Reinheitsgehalt von 100% aufwarten.
Und wenn bei einem 1,5 m³ großen Motorblock auch nur 0,01% Fremdmaterial sind, dann sind das immernoch 15 cm³ schlechter leitender Materialien.
Rein Hypothetisch: Es macht aber einen riesen Unterschied, ob der Fremdstoff (z.B. mikroskopische) Lufteinschlüsse, Lunker) in der Kupfer-Matrix eingebettet und fein verteilt ist, oder ob ich eben eine Wärmeleitsperrschicht (z.B. Luftspalt) durch die gesamte Schnittebene habe.
Wieso bringst du hier immer das Beispiel mit der technischen Reinheit von Metallen ein; ist doch belanglos hier.
 
Interessante Idee, aber ich frage mich dabei, wie man es bewerkstelligt, dass die Lamellen so präzise laufen, dass sie bei nur 3/100 mm (!) die Grundfläche nicht berühren. Wenn man den mal unsachte andotzt, hat der doch sorfort eine Unwucht, oder wie ist das gelöst?
 
Je mehr ich überlege... Festplattenarme schweben doch auf einem nur 10 µm dicken Luftpolster über dem Platter. Wäre derselbe Effekt auch hier möglich?
 
Ja, stimmt, so Spielfreie Lager muss es dann wohl geben, sonst würde wohl keine Festplatte funktionieren, aber was ist mit dem Andotzen?
 
Sherman123 schrieb:
Ich möchte mit dir nicht anfangen zu streiten, aber du liegst hier wirklich falsch. Ich habe solche Luftspaltprobleme schon des öfteren berechnet. Die Dicke ist schön und gut, aber es gibt eben auch die Temperatureindringkoeffizienten durch die 2 zusätzlichen Grenzflächen. Die Temperaturleitwiderstände summieren sich auf. Der Luftspalt kann noch so dünn sein, der Wärmestrom muss sich an dieser Stelle durch eine "Engstelle quetschen".
Dass dieses Luftpolster einen Flaschenhals darstellt, möchte ich auch garnicht bestreiten, ich widerspreche dir lediglich im Ausmaß der Verschlechterung des Wärmeabtransportes.

Selbst wenn wir am Ende ein sattes Grad Celcius mehr unter dem Strich stehen haben, wäre das immernoch problemlos vertretbar.
Woher hast du die 0.03mm?
Steht im Artikel.
Du schreibst etwas von einem 1:1 Zusammenhang. Beryllium leitet Wärme besser als viele andere Metalle; der elektr. Widerstand ist aber zum Beispiel höher als der von Alu. Es gibt einen Korrelation aber von einem 1:1 Zusammenhang zu sprechen ist einfach falsch.
War vielleicht etwas ungünstig ausgedrückt.
 
Ist ja mal wieder eine geniale Idee , ich freue mich schon wenn wir die ersten Lüfter einbauen die so dann richtig funktionieren :)
 
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