石墨烯散热涂料:是否有效?

近年来,“石墨烯”一直是厂商们炒作的科技概念。“石墨烯贴纸”“石墨烯口罩”乃至“石墨烯短裤”……一夜之间仿佛成了财富密码,万事万物都可以用“石墨烯”一词来提高“科技含量”。

石墨烯概念在散热领域的应用,也早已有之。更有所谓“石墨烯涂料”,能够“让散热器更强劲”。它到底是一种“科技传奇”、一次“技术革命”,抑或仅仅只是个彻头彻尾的圈套与忽悠呢?

在本篇文章里,我就将针对市售的“石墨烯散热涂料”展开个人测试,希望能解答你的疑惑。

传奇,或是圈套?

“石墨烯”一词,经常出现在各类散热器的宣传之中。

无一例外,这些散热器都有着一层灰黑色涂层。由于和石墨/石墨烯的颜色有几分相似,商家往往会对涂层的效果大加渲染。

从理论上说,石墨烯涂料确实有可能促进散热。热量传递共有三种方式——物理接触的“热传导”、借助流体(空气)传热的“热对流”,以及通过电磁波散发的“热辐射”

石墨烯散热涂料:是否有效?

相信大家都想知道,它究竟是否真的具备增强散热的能力?在被动散热的硬盘散热片上,它的效果又有多好呢?

在好奇心的驱使下,我决定进行一次对比测试。

测试方法

本次测试的材料,是两块相同规格的铝制硬盘散热片。其中,一片散热片将手工刷涂2DGr石墨烯涂料,而另一块则保持原色。

石墨烯散热涂料:是否有效?

铝片的长度约是70mm、宽20mm,厚度为3mm左右。根据商品介绍中的建议,为了避免影响传热效果、产生短路现象,散热器与发热物体的接触面并没有涂布石墨烯。

石墨烯散热涂料:是否有效?

石墨烯散热涂料:是否有效?

如前所述,温度越高,热辐射占比通常越大。为了增大测试强度、创造更大的温差,我使用的硬盘是两块118G容量的Optane傲腾 800P。

这是一种使用PCM“相变存储器”原理的特殊硬盘。它通过局部高温改变电阻 从而记录数据,因此功耗相当惊人。

石墨烯散热涂料:是否有效?

同时,为了减少机箱内气流对结果的干扰,我将待测硬盘安装在USB Type-C转接板上,以移动硬盘的方式参与测试。

使用硬盘测试软件Urwtest上进行数轮18GB的写入、读取校验。在此过程中,通过CystrialDiskInfo软件记录其传感器温度。

对比这些数据,我们就能验证石墨烯涂料的效果。而其它影响散热的因素,如导热垫、室温等,都将尽可能保持一致。

石墨烯散热涂料:是否有效?

这些“神乎其神”的石墨烯涂料,真的有助于硬盘散热吗?多说无益,就让我们在实测中见真章吧。

实际对比

第一轮测试

在测试开始时,两块硬盘的初始温度略有一些区别。装有石墨烯散热片的盘符M组为38℃,而普通散热片的盘符L组则是40℃。

石墨烯散热涂料:是否有效?

首先进入18GB文件的写入环节,两块硬盘的温度稳定提升。在写入结束、开始校验时,石墨烯M组,仅有46℃,而普通L组的温度已上升至49℃。

石墨烯散热涂料:是否有效?

很快,校验完成。两块硬盘的平均速度非常接近。然而普通L组的温度已上升至51℃,石墨烯M组的温度仅为47℃。温度差距进一步增大,硬盘也开始了第二次写入。

石墨烯散热涂料:是否有效?

在写入校验完成后,本轮测试完成。两块硬盘的平均速度不相上下,均没有发生过热现象。

石墨烯散热涂料:是否有效?

而在温度方面,石墨烯M组的最终成绩为53℃,普通L组则是56℃。相较于测试开始时的2℃温差,石墨烯散热片带来了约1℃的散热效果增益

这样的散热效果不能说没有,但远远未能达到我的预期。热成像数据显示,在测试过程中,“石墨烯”硬盘散热片的温度接近50℃——远远高于满载时的风冷鳍片温度。如果涂层真如传言般有效,此时的热辐射应已不容忽视了。

石墨烯散热涂料:是否有效?

为了排除硬盘的个体差异,我将两块硬盘的散热片相互对调,随后开始第二轮实验。

第二轮测试

在本轮测试中,石墨烯组的盘符为L,而普通组的盘符为M。两块硬盘的起始温度仍然有一些差别。但这次是普通M组的温度更低1℃。

石墨烯散热涂料:是否有效?

由于硬盘内已事先写入测试数据,首先进行的是校验环节。两款硬盘的温度稳定提升,校验结束时,石墨烯组的温度已上升至41℃,而普通组则是40℃。

石墨烯散热涂料:是否有效?

随后进行数据写入,硬盘的温度略有上涨,但普通M组与石墨烯L组仍然保持着1℃的温度差。

石墨烯散热涂料:是否有效?

第二轮写入开始。这一次,石墨烯组追回了1度差距。两块硬盘有了相同的温度,让我们继续关注接下来的表现。

石墨烯散热涂料:是否有效?

最后一轮校验环节结束,两块硬盘的温度均为57℃,仍然保持一致。考虑到起始温度上的差异,石墨烯组还是取得了1℃的微弱优势。

石墨烯散热涂料:是否有效?

测试完成。两轮测试均表明,在“自然对流”的硬盘散热片上,2DGr“石墨烯涂层”约能带来1℃的温度改善。

查阅相关资料,一些数据引起了我的注意。

在8W的发热功率下,实验室中那涂有“石墨烯涂层”的铝片,可创造出约3℃的温度优势。而此时,铝片表面同环境温度的差距仅有23℃。(数据来自知乎@宫非 )

石墨烯散热涂料:是否有效?

对比之下,在本次测试中,“石墨烯铝片”表面同环境的温度差距已近30℃。温差更大,热辐射理应更强,可还是没能取得更理想的结果。

测试结果中那约1℃的改善,也很难断定是否全是热辐射的功劳。不排除是石墨烯涂料带来了额外热容,从而缓解了硬盘的升温。

除了散热效果,石墨烯涂料的其它方面也同样值得关注。

其它问题

万用表测试显示,“石墨烯散热涂料”有较大的电阻,基本不会导电。这与2DGr包装上的数据相符。

石墨烯散热涂料:是否有效?

虽然,卖家声称石墨烯涂料“耐磨不易掉、涂层防氧化”,但实际效果并没有那么美好。

或许是人工刷涂的局限性,比起散热器上的“原厂黑化涂层”,自行涂布的“石墨烯层”厚度很不均匀。

石墨烯散热涂料:是否有效?

涂料很难深入到铝片的缝隙之中,却又在一些角落大量堆积。它的表面坑坑洼洼,凝固之后的瑕疵随处可见。

除此以外,石墨烯涂层的牢固程度也不理想,它无法可靠地贴敷在散热片表面,稍微用力便能拭去涂层。在日常使用时,边角脱落的情况更时有发生。

对于没有喷漆经验的我而言,或许这便是人工刷涂方式的局限性吧。如有条件,还是建议配合喷罐使用它。

石墨烯散热涂料:是否有效?

后记

受限于材料与能力的限制,这次测试不一定能完全反映出市售“石墨烯散热涂料”的全貌。但对于它的效果与特性,我的心中已有了答案。

希望这篇文章能帮到你!

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