Einleitung
Bereits 2006 sorgte Coollaboratory mit der Liquid Pro Wärmeleitpaste [1] für großes Aufsehen bei den PC-Enthusiasten und Kühlerfreunden. Erstmals konnte man durch den Einsatz einer bei Raumtemperatur flüssigen Metalllegierung auf herkömmliche Wärmeleitpaste, deren Hauptbestandteil Silikon vornehmlich als Isolator bekannt ist, verzichten, somit den Wärmetransport zwischen Halbleiterelement und Kühlkörper entscheidend optimieren und die Temperaturen von Prozessor, Grafikchip und Co. spürbar senken.
Die Liquid Pro erfreut sich ob ihrer beeindruckenden Leistungen bis heute großer Beliebtheit und konnte zahlreiche Auszeichnungen einheimsen. Doch ihre Anwendung ist stets mit Problemen und Einschränkungen verbunden. So geht mit der hohen Wärmeleitfähigkeit der Metalllegierung auch die naturgemäß hohe elektrische Leitfähigkeit der Substanz einher, welche in einem PC mit vielen freiliegenden Kontakten und sensiblen elektrischen Bauteilen zu irreversiblen Beschädigungen führen kann. Ferner gestaltet sich das Auftragen des Metall-Fluids immer etwas kompliziert, da die Bezeichnung „Paste“ kaum zutrifft und die hohe Oberflächenspannung ihr Übriges tut. Deutlich unangenehmer ist jedoch das Entfernen der Liquid Pro, denn sie verfestigt sich im Laufe ihrer Tätigkeiten und ist dann nur noch sehr widerwillig, teilweise unter rabiaten mechanischen Einwirkungen, zu beseitigen. Viele Probleme, die in einer absoluten Unverträglichkeit zum bei Kühlern häufig verwendeten Werkstoff Aluminium gipfeln. Binnen Minuten ist die Coollaboratory-Entwicklung in der Lage, glänzende Aluminiumoberflächen in schwarze, zerfressene Korrosionslandschaften zu verwandeln.
Die Liquid Pro hat trotz ihrer hohen Potenz also zahlreiche Baustellen eröffnet, welche Coollaboratory eigentlich im Laufe der Zeit abarbeiten wollte. Während einige Charakteristika, wie die elektrische Leitfähigkeit, physikalisch nur bedingt bei einer Metalllegierung ausgeschlossen werden können, sollte vor allem der Anwenderkomfort und die Aluminium-Verträglichkeit verbessert werden. Einen ersten Schritt dazu gab es schon Ende 2006, als man mit dem Liquid Metal Pad [2] ein bereits vorgefertigtes Wärmeleitpad auf Flüssigmetall-Basis auf den Markt brachte.
Der nächste Schritt soll nun gegangen werden. Mit der Liquid Ultra präsentiert Coollaboratory den offiziellen Nachfolger der Liquid Pro mit veränderter Zusammensetzung und optimierten Charakterzügen. Wir haben uns die neue Flüssigmetalllegierung im Rahmen eines Kurzvergleiches angeschaut und wollen aufdecken, wie sich die Leistungen und Eigenschaften der besonderen Wärmeleitpaste entwickelt haben.
Technische Eckdaten
- Liquid Ultra Wärmeleitpaste
- Pastöse Metalllegierung (Ga, In, Rh, Ag, Zn, Sn, Bi in Graphit-Cu-Matrix)
- Silber glänzend, geruchlos
- 0,15-ml-Spritze
- Erweichungstemperatur: 8°C
- Siedepunkt: > 1.350°C
- Dichte: 6,85 g/cm³
- Viskosität bei 20°C: 10³ mPa*s
- Elektrische Leitfähigkeit: 8,12*10^6 S/m
- Wärmeleitfähigkeit: 38,4 W/(m*K)
- Nicht mit Aluminium in Kontakt bringen
- Herstellerhomepage [3]
- Preisvergleich [4] (ca. 8 Euro)
Liquid Ultra im Detail
Geliefert wird die etwa acht Euro teure Metall-Paste in einem umfassenden Paket. Neben der 0,15-ml-Spritze Liquid Ultra befindet sich eine knappe, mehrsprachige Produktanleitung sowie ein Reinigungsset bestehend aus Isopropanol-getränkten Tüchern, einem Vliespad zum Entfernen von hartnäckigen Rückständen sowie zwei Pinseln zum einfachen Auftragen der Paste in der Blisterverpackung.
Die Liquid Ultra stellt eine im Anwendungsbereich durchgehend flüssige Metalllegierung aus überwiegend Gallium, das mit seinem niedrigen Schmelzpunkt von 29,8°C den Grundstein für das Fluid legt, dar. Hinzu gesellen sich in geringen Mengen Indium, Rhodium, Silber, Zink, Zinn und Bismut. Die Legierung weist den metalltypischen Glanz auf und verleiht entsprechend benetzten Oberflächen auf diese Weise eine Spiegeloptik. Gesundheitsgefahr soll von ihr laut Coollaboratory keine ausgehen.
Im Gegensatz zur Liquid Pro weist die Liquid Ultra eine spürbar bessere Verteilbarkeit und Benetzungsfähigkeit auf. Dies kommt dem Anwender beim Auftragen sehr entgegen, da sich die Legierung mit Hilfe der beiliegenden Pinsel auf entsprechend sorgfältig gereinigten Oberflächen relativ problemlos und präzise verteilen lässt. Dabei reicht bereits ein kleiner Tropfen aus der 0,15-ml-Spritze aus, um große Flächen wie einen CPU-Heatspreader zu benetzen, sodass sich eine deutlich höhere Ergiebigkeit als bei herkömmlichen Pasten und somit ein beachtlich gutes Preis-Leistungsverhältnis ergibt. Leider gewährleistet die Spritze mit ihrer großen Öffnung nicht immer ideale Dosierbarkeit. Tendenziell hat uns die Spitzenform der Liquid Pro mit ihrer feinen Nadelöffnung besser gefallen.
Nichtsdestotrotz ist das Auftragen der Liquid Ultra im Vergleich zum Vorgänger deutlich schneller und einfacher zu bewerkstelligen. Das Fluid perlt nicht mehr so stark von den Oberflächen ab, sondern lässt sich angenehm verstreichen. Zur Verdeutlichung der Anwendbarkeit der Paste stellt Coollaboratory online zwei Videos [5] bereit. Dafür benötigt man allerdings etwas mehr Flüssigmetall, als im Vergleich zur Liquid Pro. Die 0,15-ml-Spritze Liquid Ultra genügt für etwa vier bis fünf Anwendungen.
Neben dem Auftragen geht mit der Liquid Ultra nun auch das Entfernen leichter von der Hand. Während die Liquid Pro im Laufe der Zeit aushärtet und dann nur noch mechanisch unter Verlust der Gewährleistungen zu entfernen ist, bleibt die Liquid Ultra immer flüssig und lässt sich daher auch nach Langzeitanwendung einfach mit einem Reinigungstuch entfernen. Dennoch können nach gewisser Langzeiteinwirkung leichte Rückstände oder Verfärbungen auf den Kontaktflächen (etwa dem Kühlerboden) zurückbleiben. Diese Tatsache sollte immer im Hinterkopf behalten werden.
Weiterhin unerfüllt bleibt der Wunsch nach Aluminium-Kompatibilität. Binnen Minuten nach dem Pasten-Kontakt werden unbehandelte Aluminiumflächen korrodiert (siehe Foto oben rechts). Edlere Metalle wie Kupfer oder Nickel werden hingegen nicht oxidiert. Auch vernickelte Aluminiumbauteile stellen kein Problem dar. Heatpipe-Direct-Touch-Kühler, deren Wärmeaufnahmen meist aus den kupfernen Heatpipes sowie ungeschützten Aluminium-Zwischenstücken bestehen, sind demnach auch nicht zu verwenden.
Zudem ist während des Arbeitens mit der Liquid Ultra eine gewisse Vorsicht und Genauigkeit geboten. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit sollten keine Spritzer unachtsam auf Hardwarebauteile geraten, da es ansonsten zu Kurzschlüssen und irreversiblen Hardwaredefekten kommen kann. Daher empfiehlt es sich, die Flüssigmetall-Paste bei ausgebauter CPU/Grafikkarte in Ruhe aufzutragen. Ist dennoch unbeabsichtigt etwas Liquid Ultra etwa auf das Motherboard geraten, sollten nach entsprechend rückstandsloser Säuberung mit dem beiliegenden Reinigungstuch keine Probleme auftreten.
Testbedingungen
- Intel Core i7 920 „Bloomfield“ (@ 4 x 3,4 GHz bei 1,4 Volt)
- Intel DX58SO „Smackover“ Motherboard
- 3 x 2 GByte OCZ DDR3-1066 XTC Platinum
- Asus ATI Radeon X850 XT (gekühlt per Zalman VF-900Cu)
- Lian Li Silent Force 650 Netzteil (mit 140-mm-Belüftung)
- Silverstone TemJin-SST-TJ09S Gehäuse (Gehäuselüfter: Scythe S-Flex 800)
- Samsung SpinPoint F1 HD322HJ HDD
- CPU-Kühler: Prolimatech Megahalems mit Scythe S-Flex
- Raumtemperatur: 23°C
Wir testen die Liquid Ultra sowie ein umfangreiches Feld an Referenzpasten bei konstanten Umgebungsbedingungen ausschließlich bei übertakteter CPU (Lastverbrauch des gesamten Systems: ca. 340 Watt), um eine möglichst große Leistungsstreuung durch hohe thermische Belastungen zu generieren. Dabei wird das System etwa zwei Stunden mit Prime95 (acht Instanzen des SmallFFT-Tests) aufgeheizt, bis sich ein Temperaturgleichgewicht eingestellt hat. Die Dokumentation des Temperaturverlaufs wird über die Software Everest Ultimate gewährleistet.
Um zufällige Fehler auszuschließen und statistische Schwankungen zu erfassen, wird jeder Test zu jeder Paste frisch dreimal durchgeführt und der Mittelwert zur Bewertung herangezogen. Bei jedem Wechsel der Pasten werden die Kontaktflächen gründlich mit akasa TIM-clean [6] sowie fusselfreien Tüchern gereinigt.
Testfeld und Referenzen
Wärmeleitwert λ versch. Materialien
Angaben in Wärmeleitwert (W/(m∙K))
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Um die Leistungen der Liquid Ultra einordnen zu können, haben wir ein breites Feld an marktüblichen Wärmeleitpasten zur Referenz gestellt. Alle dieser Pasten basieren auf Silikonmischungen und sind somit elektrisch nicht leitfähig. Auch ihre Wärmeleitfähigkeit hält sich im Vergleich zu guten Wärmeleitern in überschaubaren Grenzen, ist aber dennoch um zwei Zehnerpotenzen höher als jene von Luft, die sich in den Mikroräumen zwischen CPU-Oberfläche und Kühlerboden ohne Wärmeleitpasteneinsatz befinden würde. Um die Leitfähigkeit zumindest noch etwas zu verbessern, hat sich in den vergangenen Jahren Silberoxid als Zusatz etabliert, der mittlerweile nahezu allen als „Hochleistungs-Wärmeleitpasten“ deklarierten Produkten beigesetzt ist.
Auch unser Testfeld besteht neben den Coollaboratory-Entwicklungen hauptsächlich aus Wärmeleitpasten auf Silberoxid-Basis, deren größte Unterschiede sich für den Anwender in der Konsistenz darstellen. Während Pasten wie die Arctic MX-2, MX-3 oder die Noctua NT-H1 relativ flüssig und damit gut zu verarbeiten sind, ist die Handhabung der Gelid GC Extreme aufgrund ihrer höheren Festigkeit etwas schwieriger. Zalmans ZM-STG2, Thermalrights Chill Factor 2 und Prolimatechs PK-1 liegen in Puncto Viskosität im Mittelfeld. Als einzige Paste ohne Silberoxid-Zugabe testen wir außerdem die bekannte Silmore Silikonpaste.
Hinweis: Unsere Messungen können lediglich eine gewisse Tendenz zu Tage fördern und unterliegen zahlreichen Einflussfaktoren. Möglicherweise fallen die Unterschiede bei Verwendung anderer Prozessoren, Kühler und deren Kontaktflächenbeschaffenheit spürbar anders aus. Keinen signifikanten Einfluss hat jedoch die Menge an aufgetragener Wärmeleitpaste und deren Schwankungen zwischen den Kandidaten. Ab einer gewissen Mindestbenetzung wird die überschüssige Paste durch den hohen Anpressdruck des Kühlers auf die CPU einfach seitlich heraus gepresst. Somit kann davon ausgegangen werden, dass allen Probanden während unserer Temperaturmessungen eine vergleichbare Schichtdicke zugrunde liegt.
Temperaturen
Temperaturtests Wärmeleitpasten
Angaben in °C
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Gemäß unseren Testergebnissen können sich die Liquid Pro und die Liquid Ultra mit nahezu identischer Leistung an der Spitze des Vergleiches festsetzen. Dabei ist der Abstand zu den besten Wärmeleitpasten auf Silberoxid-Basis relativ gering, jedoch reproduzierbar vorhanden, jener zu herkömmlicher Silikon-Paste bisweilen bereits beachtlich.
Das Feld an Silberoxid-Wärmeleitpasten präsentiert sich dicht gestaffelt. Hier bestehen nahezu keine signifikanten Leistungsunterschiede in der Praxis. Tendenziell schneiden etwas dünnflüssigere Pasten (MX-2, MX-3) besser ab, als ihre viskosen Kontrahenten (GC Extreme). Eine Kaufentscheidung kann hier jedoch getrost nach dem besseren Preis gefällt werden. Wer leistungsorientiert agiert, sollte außerdem reiner Silikon-Wärmeleitpaste den Rücken kehren.
Hinweis: Das hier gezeigte Leistungsbild bezieht sich auf direkte Messungen wenige Stunden nach dem Auftragen der Pasten. In der Regel verschlechtert sich die Kühlleistung konventioneller Wärmeleitpasten durch Aushärtung mit der Betriebsszeit, weshalb diese in großzügigen, regelmäßigen Abständen erneuert werden sollten (etwa ein Jahr). Coollaboratory verspricht bei der Liquid Ultra im Gegensatz dazu ein unverändertes Leistungsniveau auch nach Jahren der Nutzung.
Fazit
Mit der Liquid Ultra meldet sich Coollaboratory nach nunmehr vier Jahren Entwicklungsarbeit zurück am Markt. Anders als bei der Einführung der Liquid Pro, die durch ihre sagenhafte Leistung für viel Aufsehen sorgen konnte, gelingt es mit der neuen Ultra allerdings nicht, die hoch gelegte Messlatte noch weiter anzuheben. Vielmehr hat man sich bei den Entwicklern auf ergonomische Gesichtspunkte zur verbesserten Anwendbarkeit bei nahezu gleichbleibender Performance auf absolutem Spitzenniveau gestürzt.
In der Tat konnte der Nutzungskomfort gesteigert werden: Die bessere Benetzungsfähigkeit und die geringere Oberflächenspannung machen ein Auftragen mit den beiliegenden Pinseln zur relativ leichten Aufgabe. Auch das Entfernen lässt sich, da die Liquid Ultra nicht mehr aushärtet, nun deutlich komfortabler bewerkstelligen, sodass das böse Erwachen nach einigen Monaten Nutzung, das sich bei der gehärteten Liquid Pro noch einstellte, nun ausbleiben sollte. Einher geht diese Konstanz in der Konsistenz mit einem, laut Herstellerangaben, gleichbleibenden Leistungsbild über Jahre hinweg. Viele konventionelle Wärmeleitpasten verlieren mit der Zeit an Leistung, die Liquid Ultra soll dies nicht tun. Die Verifizierung dieses Sachverhaltes bedarf jedoch ausgiebiger Langzeituntersuchungen.
Dennoch ist die Liquid Ultra trotz der verbesserten Handhabung noch weit davon entfernt, eine Wärmeleitpaste für jedermann zu werden. Vor allem die weiterhin hohe Reaktionsfähigkeit der Metalllegierung, die sich beispielhaft unverändert in der absoluten Unverträglichkeit mit Aluminiumbauteilen darstellt, ist bei unsauberem oder unachtsamem Arbeiten problematisch. Hinzu gesellt sich die hohe elektrische Leitfähigkeit, die ein gewisses, bei normaler und sorgsamer Verwendung praktisch jedoch kaum relevantes, Risikopotential birgt.
Für Anwender, die sich diesen Besonderheiten und Gefahren bewusst sind und auf maximale Kühlleistung abzielen, stellen die Coollaboratory-Produkte dennoch momentan das Maß der Dinge dar. Zum fairen Preis von etwa 8 Euro [7] für das gezeigte Liquid-Ultra-Set, das bei sparsamer Dosierung für etwa fünf Anwendungen genügt, darf hierbei zugegriffen werden. Wer allerdings das Risiko und den Aufwand scheut, ist mit konventionellen Wärmeleitpasten auf Silberoxid-Basis, etwa der Arctic MX-2, MX-3 oder der Thermalright Chill Factor 2, bei nur wenig schlechterer Kühlperformance ebenfalls gut beraten.
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