Gedanken und Praxis zu Kühleroberflächen

Hier dürft ihr euch zum Thema Sockel370-Cooling, GraKa vereisen, NB-Freezing und allem was dazugehört auslassen. Trotz aller Toleranz sind Threads a'la "mein Duron wird zu heiß" unerwünscht.

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Rio71
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Gedanken und Praxis zu Kühleroberflächen

Post by Rio71 » 08.04.2003 - 18:58

hi,
nun, nach mehreren basteleien mit luftkühlern und ausgedehntem surfen durch unzählige seiten und tests kam ich immer mehr zum (eigentlich logischen) schluss:
- oberflächen sollten immer metallisch blank sein.
- die oberfläche sollte so groß wie möglich sein.

jegliche beschichtung behindert etwas den wärmeübergang. so z.b. eloxierte (farbig eloxierte) kühler oder auch mit farbe beschichtete radiatoren.
es gibt zwar durchaus gute kühler und radi's die beschichtet sind, aber unbeschichtet wären sie sicher noch etwas besser.
in der theorie ist schwarz-matt die beste lösung. jedoch ist meist dieses matte schwarz immer mit ner bestimmten schichtstärke aufzutragen.
diese schicht isoliert dann aber wieder etwas, weil schlecht wärmeleitend.
der gesamteffekt ist also unterm strich ca. null.
es wäre also für ein positives ergebnis von nöten, mit Keiner schichtstärke dennoch ne matt-schwarze färbung zu erreichen.
funzen würde das ganze z.b. durch bemalen mittels schwarzem edding. die schichtstärke wäre quasi null.
jedoch kommt man bei nem kühler eigentlich nirgends richtig ran. ... tauchen in eddihg nachfüll-farbe... mmm...
der einzige kühler der solch "edding" beschichtung hat ist der ältere schwarze zalman chipsatzkühler.
nach einiger zeit des handtierens mit ihm hat sich die färbung dann sogar an einigen stellen abgegriffen. leider gibts jetzt nur noch die güldenen.
ferner sind sicher auch korrosionshemmende, aber hauptsächlich optische effekte ein grund für beschichtungen aller art.
für einige scheinbar sehr wichtig...
beschichtungen machen es aber auch teurer, da zsätzliche arbeitsschritte erforderlich werden.
metallisch blanke flächen sind, so glaube ich, auch in den datenblättern von intel und amd zur kühlung der prozessoren empfohlen/vorgeschrieben.


die oberfläche eines kühlers zu vergrößern wäre ein weiterer punkt um die kühlleistung zu verbessern.
wer kennt nicht die raue, und damit große, oberfläche am zylinder des motorrad/moped/mofa/rasenmäher.

der alpha pal 8942 ist ja schon ein recht guter kühler. jedoch ist er auch schwarz eloxiert.
eloxierung = aluminiumoxid --> technisch gesehen eine keramik --> keramik = guter wärmeisolator.
also war es mein ziel, den pal von seiner beschichtung zu "befreihen" und gleichzeitig die oberfläche zu vergrößern... durch sandstrahlen.
weil ich aber erstmal ein gefühl für diese tätigkeit entwickeln wollte, war der boxed kühler (celeron2.0) mein probeexemplar.
ich strahlte ihn mittels einer sandstrahl-handpistole und gewöhnlichem sand. diesen siebte ich aus einem "vorkommen".
der boxed ließ sich noch relativ gut und einfach strahlen. die lichte weite zwischen den rippen ist relativ groß, so das man auch tief unten recht gut hinkommt.
tage später, nach erfolgreichen testlauf des gestrahlten boxed war dann der pal dran.
beim pal gings dann schon wesentlich länger. die abstände der kühlstäbe sind recht eng, dazwischen 'rein zu strahlen hat gedauert...
da half dann nur ordentliches reinhalten in verschiedenen winkeln.



zum ergebnis des boxed:
p4m @ 2400 ; 1,600V
temperatur vorher = 54°C - 55°C
temperatur nach behandlung = 49°C - 50°C
schwankt etwas mit der raumtemperatur.
als belastung war seti 24/7 am rechnen. die beobachtungen erolgten mehrere tage bis wochen lang, davor und danach.
das ergebnis kann sich sehen lassen, speziell mit dem vergleich des pal 8942.
dieser erreichte unter gleichen bedingungen 50°C ! ...noch ungestrahlt und mit coolermaster 80er 2500u/min (vollgas) saugend.

p4m @ 2685 ; 1,725V
hier verhielt es sich andersherum. mit dem pal 8942 hatte ich ne temperatur von 54°C - 55°C. (noch ungestrahlt und mit coolermaster 80er 2500u/min (vollgas) saugend)
der gestrahlte boxed ging jetzt auf 57°C - 58°C, dieser oc war dann nicht mehr vollständig stabil.
der pal scheint also erst bei größerer abwärme richtig "zu wirken".
es könnte aber auch sein, das der ihs-freihe DIE des p4m die erhöhte wärme über die kupferplatte im pal jetzt effektiver abgeben kann und besser weggeleitet wird als ans pure alu des boxed.
... spielt sicher auch ne rolle.


den getunten alpha hab ich aber noch nicht getestet. overlord hägt mir so arg im windschatten...
ich getrau mich garnet den cruncher auch nur für wenige stunden zu zerlegen.
ach, diese hatz... das ist einfach zum :wand:.
naja, mit dem pal wird's seti aber auch etwas schneller werden. ;)



hier ist der gestrahlte boxed zu sehen... im vergleich zum boxed. :D
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hier ist der pal zu sehen. der sieht in natura noch etwas grauer aus, aber der blitz hellt es auf.
sieht damit aber besser aus als zuvor, in schwarz ... titangrau, richtig klasse.
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Predator
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Post by Predator » 09.04.2003 - 00:57

Klasse :prost:

Und äußerst erstaunliche Ergebnisse.
Unser tiefschürfender Techniker voll im seinem Element, was ;)

Das verdient meinen echten Respekt, ich hätte echt nie gedacht, dass das so viel ausmacht.

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Post by LOCHFRASS » 09.04.2003 - 01:36

was für werkzeug braucht man dafür?


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der_archivar
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Post by der_archivar » 09.04.2003 - 01:56

Ich denke, dass der Effekt maßgeblich durch die deutlich rauhere Oberfläche bewirkt wird. Die eloxierte Schicht ist sehr sehr dünn. Theoretisch nimmt sie auch Einfluss, praktisch aber - so vermute ich - ist der Unterschied nicht messbar.

Generell kann man sagen:

- an Flächen, an denen Wärme von Metall zu Metall weitergegeben werden soll, ist eine hohe Oberflächengüte, bzw. eine hervorragende Glätte und vor allem eine völlig plane Fläche wünschenswert.

- an Flächen, die von Luft (oder Wasser) umströmt werden, ist eine möglichst rauhe Oberflächenbeschaffenheit wünschenswert, erhöht diese doch die effektiv wirksame Fläche deutlich.
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Post by MisterBJ » 09.04.2003 - 02:46

... Jau, absolut logisch ! Wenn ich nicht zu faul gewesen wäre, und mir im letzten Semester gleich "Wärme- und Stoffübertragung" gegeben hätte, könnt ich da sicher mehr dazu berichten ... :rolleyes: :drink:

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Post by ZM6Veteran » 09.04.2003 - 09:19

Wow...die Werte sprechen für sich!!! :eek:

Vielleicht sollte man nochmal vom Kühlerboden 1-2mm abdrehen oder fräsen.Hab ich damals bei meinem alten Boxed auch gemacht.
Die Temperaturen gingen nochmal um 2-3°C runter.
Die Wärme hat sich nicht mehr so sehr gestaut und ging schneller an die Rippen über.

Ob es beim Kupferboden auch noch was bringt,kann ich leider nicht sagen.
Kannst es ja auch am Boxed ausprobieren.
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Post by Zaffi » 09.04.2003 - 12:20

Hab mich schon immer gefragt wieso die Kühlerhersteller nicht mal die Oberflächen der Kühlkörper anrauhen bzw. durch solche Techniken vergrößern, das lernt man doch schon in der sechsten Klasse im Physikunterricht das man auf diese Weise mehr Wärme ableiten kann

Stattdessen werden die Dinger immer monströser und lauter :think1:
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Post by GeForce » 09.04.2003 - 14:52

Erstmal ein dickes :respekt: RIO!! Die Ergebnisse sind schon sehr gut, ich hätte niemals erwartet das das so viel ausmacht!!

MfG GeForce

P.S.beim Volcano 7+ würde das aber nicht funktionieren?!
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Post by MadMP » 09.04.2003 - 16:19

der_archivar wrote:Ich denke, dass der Effekt maßgeblich durch die deutlich rauhere Oberfläche bewirkt wird. Die eloxierte Schicht ist sehr sehr dünn. Theoretisch nimmt sie auch Einfluss, praktisch aber - so vermute ich - ist der Unterschied nicht messbar.
Sehe ich nicht so Archi. Wie RIO schon erwähnte ist die Eloxalschicht Aluminiumoxid. Sie bildet sich übrigens auch von selber.
Diese Schicht hat ganz andere Werkstoffeigenschaften. So liegt z.B. der Schmelzpunkt von reinem Alu bei ca. 600°C, der von Al2O3 bei ca. 2000°C. Die ist der Grund warum man sehr viel Ehrfahrung brauch um Alu zu schweissen.
Mit der Wärmeleitfähigkeit sieht es ähnlich aus:
Alu (Al): 204W/mK
Aluminiumoxid (Al2O3): 0,43W/mK

Faktisch wird das Eloxieren kaum Einfluss haben, weil sie eben bei jedem Alu-Kühler vorhanden ist. Ob nun vom Hersteller durch Eloxieren oder durch den Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft.
Last edited by MadMP on 09.04.2003 - 16:30, edited 1 time in total.

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der_archivar
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Post by der_archivar » 09.04.2003 - 16:26

Na gut dann so... :engel:
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Rio71
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Post by Rio71 » 09.04.2003 - 17:46

hi,
jo danke, tiefschürfend, was. :D

hat mich aber auch sehr erstaunt, hätt ich auch net gedacht das des so arg ist.
unterschiede durch mehr oder weniger besseres aufsetzen des kühlers bei montage hab ich auch versucht von vornherein auszuschließen.
mit dem boxed kann man ja im rentention eh nicht viel falsch machen.



hab gestern abend noch den pal montiert. wurde aber späht, und ab morgen bin ich in stuttgart.
ergebnisse kommen dann nächste woche.



@lochfraß.
wies oben steht, ne sandstrahlpistole und geeigneten feinen sand.
vogelsand sollte auch gehen, aber eigentlich muss er nur schön trocken und rieselfähig sein.
weiterhin noch nen mengenmäßig potenten kompressor.
Image

@eloxierte schicht:
die natürliche sich selbst bildende aluminiumoxid schicht ist extrem dünn (quasi null), und ist eigentlich nicht vermeidbar. auch jetzt ist sie wieder drauf.
jedoch ist die auf dem pal künstlich zusätzlich erzeugt (und gefärbt). beim zerkratzen mit nem spitzem gegenstand ist doch zu sehen das die schicht nicht ganz null ist.
ich schätze mal 1 bis 2 zehntel.
die werte die madmp postete spielen dann schon ne rolle. (krasse werte, danke)


hey bj, materialkunde regelt übrigens. :D


@zm
ich las mal nen tread in nem forum... ewig her., da hat einer solch materialstärken explizit getestet.
hatte dann auch diagramme dazu gefertig, hochinteressant. leider hab ich sie nicht gespeichert... zu dumm :wand:

wenn ich mich recht erinnere...:
bei alu wars so um die 5mm ein idealer wert. aber relativ spitz die kurve.
bei kupfer wars ca. 4mm -10mm ideal, die kurve war flacher.


@zaffi:
jo, hast recht... jedoch ist dieser zusätzliche schritt auch ein aufwand der etwas zeit dauert, ... und zeit kostet in der produktion richtig knete.


@GeForce
tja, beim volcano 7...mmm sicher sehr schlecht machbar.
wie ich oben schrieb, sind sicher auch schmale und tiefe spalten schlecht zu erreichen.
der hat ja diese fins, da trifft man sicher nur die oberen regionen. :(


@ pal 8942.
ein paar gedanken noch dazu.
die prozessorauflageflächen bearbeite ich immer nach.
so auch beim pal. vorher war eine stufe im übergang zur eingelassenen kupferplatte fühlbar. nach dem planschleifen nicht mehr.
jedoch nach mehrmaliger de/montage war wieder ein übergang fühlbar. (aber nur sehr gering)
wie das kupfer in das alu technisch eingelassen wird weis ich net.
jedoch scheint mir das nicht so optimal zu sein. auch stellt es einen zusätzlichen wärmeübergang dar, wenn auch nur sehr gering.
(bei den in die bodenplatte reingexxxten stäben könnte es ähnlich sein)
der in tests immer besser abschneidende swifttech mcx 4000 hat diesen boden-übergang schonmal nicht.
da ist der gesamte boden aus kupfer, und beschichtet ist er auch nicht...
optimal sind hier sicher die durchgehend kupfernen.
hab ihn halt recht günstig bei ebay ersteigert, aber nu kostet er solo und neu nur noch 36 €uro.

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Post by jcool » 09.04.2003 - 18:34

Rio71 wrote: hab gestern abend noch den pal montiert. wurde aber späht, und ab morgen bin ich in stuttgart.
Wann, wo, wielange.
Ich bin da ;) :prost:
Und natürlich :respekt: für die coole Aktion, vielleicht sollte ich das riesige Stück Alu-Kühler hier sandstrahlen, bevor ich meine Grafikkarte vollends damit zuklebe :damnit:
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Post by Rio71 » 09.04.2003 - 18:57

ja, ganzen freitag, samstag und sonntag. am frühen abend fahr ich dann zurück.
... da sollte was gegen. :)


ach ja, sandstrahlen ist natürlich ne staubige angelegenheit. der sand findet einfach überall hin. :wand:

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Post by MadMP » 09.04.2003 - 20:12

Kleiner Tip: Wer nix zum Strahlen hat geht zum nächsten Werkzeugbau. Die ham in aller Regel ne Kugelstrahlanlage. Fragt einfach mal nach ob ihr was strahlen dürft.
Beim Kugelstrahlen ist die Abtragsleistung höher und man kommt auch besser in enge Ritzen, weil nen bissle mehr Power drauf ist. Ausserdem brauch man ned auf die Hände aufpassen, da man durch Neoprenhandschuhe geschützt ist. :prost:

@Rio: Soviel ich weiss sind bei Alpha Bodenplatte und Pins eingepresst. Das ist natürlich nicht optimal, da immer etwas Luft eingeschlosssen wird. Wie wärs mit rausrupfen und verlöten :engel: :nut:
Bei meinem AX7 kann man wunderbar sehn, wie Alu und Kupfer miteinander verlötet sind. Mit Gold- oder Silberlot :prost:

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Post by Rio71 » 09.04.2003 - 20:49

ja, optimal ist das wirklich nicht. alles aus einem stück ist eben perfekt, selbst schon beim boxed. :)
z.b. nen kanie-typW wäre sicher mit tollem ergebnis zu tunen. :eek:


na was ich so gelesen hab, soll aber das einpressen doch besser sein.
wohl weil nur ein übergang direkt von material zu material... gehe nicht über lot. :D

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