常常在看網兄們及國內外各大測試網站做散熱膏之間的效果測試，但是同樣的散熱膏每個人測出來的效果都不一樣，
覺得很納悶，好在敝人學過熱力學、材料學、奈米學程，還有點本事探討原因。
用學術理論分析的結果，
發現主要和散熱膏塗的厚度、散熱片與cpu的接觸面積、接觸面混入空氣量有關。
(相同型號 每批貨的差異不討論)
[散熱膏塗的厚度]
依照Thermal conductivity公式:
k = (Q/t) *L/(A*T)
k：熱導率、Q：熱量、 t：時間、L：長度、A：面積、T：溫度差
在SI單位，熱導率的單位是 W/(m*K)
可以得知散熱膏塗的厚度和熱通量成1次方反比
假設你塗的散熱膏塗厚0.5mm，也就是單位長度１Ｍ的１／2000，
代入公式之後，單位時間通過的熱量將提升2000倍。
再假設你塗的熱膏塗厚１mm，同樣代入公式，結果只提昇１０００倍，
0.5mm的厚度可以造成1000倍的差距。
[散熱片接觸面積]
同樣依照Thermal conductivity公式:
可以得知散熱片與cpu的接觸面積和熱通量成1次方正比
以intel的Core 2 Duo E4系列為例，
cpu上的不鏽鋼殼約為3cm X 3cm，(接觸面積/100cmx100cm)
而原廠給的散熱片，底部接觸面是一個直徑約2.6cm的圓面，面積約為5.3cm^2。
可用的接觸面積=5.3cm^2，
5.3cm^2為單位面積(100cmx100cm)的0.00053%，
所以單位時間通過的熱量也就只有0.00053%。
如果換一個相同材質的平底散熱片，接觸面積完全利用到原廠cpu不鏽鋼殼的9cm^2，
效率將會提升69.8%。
[接觸面混入空氣量]
散熱膏是混合物，它的Thermal conductivity可以說是各種成分按比例加權後的平均值，
然而，空氣的Thermal conductivity非常低(一時查不到數據)，比純水的0.81w/m.k還低。
如果混入愈多空氣，結果可想而知。
(所以挑散熱膏一定要注意黏度，愈低愈好，
買了高價格高效率高黏度的散熱膏，
卻因為混入太多空氣而比低價低效率低黏度的散熱膏還差，這樣不是很嘔!)
=========================實例計算=============================
以Thermal conductivity為6w/m.k的散熱膏為例(夠高了吧)，
若cpu的TDP=65w且全速運轉，
接觸面積=9cm^2，熱膏塗厚度0.5mm，不考慮空氣混入，
散熱片底部和cpu不鏽鋼殼的溫差5度。
代入公式得到54w/h，不及cpu的發熱量，因此及cpu的溫度會一直上升至燒掉。
有人會問『既然如此，為什麼優秀的散熱器可以讓cpu全速一直運轉?』
別忘了還有一個變數"T：溫度差"，
優秀的散熱片+風扇可以維持一個足夠大的溫差，提升熱的通過量。
以上述情況，溫差要維持在6.2度才能打平。
結論:散熱膏不夠力的話，散熱片+風扇就要夠優秀才行，
但是風扇轉速提升的同時噪音也跟著提升。
(如何選低噪音高效能的散熱器又是一篇大論了)
如有寫錯，請各位網兄不吝鞭之，教學相長是也。
======================= 後 記 ======================
溫度會改變物體的化學結構，物理性質也隨之改變，
優秀的散熱膏的Thermal conductivity應該要能在CPU工作溫度內維持定?，
若能隨著溫度升高而增加是最好不過。
散熱膏用久了會變乾變硬，化學結構與成分比例可想而知已經改變，
因此Thermal conductivity亦跟著改變(變大變小不知道)。
但是廠商所發佈的都只有1個數值，沒有說明是什麼狀態下的Thermal conductivity，
也很少說明什麼狀態下需要更換散熱膏。
這樣不太負責吧?!
覺得很納悶，好在敝人學過熱力學、材料學、奈米學程，還有點本事探討原因。
用學術理論分析的結果，
發現主要和散熱膏塗的厚度、散熱片與cpu的接觸面積、接觸面混入空氣量有關。
(相同型號 每批貨的差異不討論)
[散熱膏塗的厚度]
依照Thermal conductivity公式:
k = (Q/t) *L/(A*T)
k：熱導率、Q：熱量、 t：時間、L：長度、A：面積、T：溫度差
在SI單位，熱導率的單位是 W/(m*K)
可以得知散熱膏塗的厚度和熱通量成1次方反比
假設你塗的散熱膏塗厚0.5mm，也就是單位長度１Ｍ的１／2000，
代入公式之後，單位時間通過的熱量將提升2000倍。
再假設你塗的熱膏塗厚１mm，同樣代入公式，結果只提昇１０００倍，
0.5mm的厚度可以造成1000倍的差距。
[散熱片接觸面積]
同樣依照Thermal conductivity公式:
可以得知散熱片與cpu的接觸面積和熱通量成1次方正比
以intel的Core 2 Duo E4系列為例，
cpu上的不鏽鋼殼約為3cm X 3cm，(接觸面積/100cmx100cm)
而原廠給的散熱片，底部接觸面是一個直徑約2.6cm的圓面，面積約為5.3cm^2。
可用的接觸面積=5.3cm^2，
5.3cm^2為單位面積(100cmx100cm)的0.00053%，
所以單位時間通過的熱量也就只有0.00053%。
如果換一個相同材質的平底散熱片，接觸面積完全利用到原廠cpu不鏽鋼殼的9cm^2，
效率將會提升69.8%。
[接觸面混入空氣量]
散熱膏是混合物，它的Thermal conductivity可以說是各種成分按比例加權後的平均值，
然而，空氣的Thermal conductivity非常低(一時查不到數據)，比純水的0.81w/m.k還低。
如果混入愈多空氣，結果可想而知。
(所以挑散熱膏一定要注意黏度，愈低愈好，
買了高價格高效率高黏度的散熱膏，
卻因為混入太多空氣而比低價低效率低黏度的散熱膏還差，這樣不是很嘔!)
=========================實例計算=============================
以Thermal conductivity為6w/m.k的散熱膏為例(夠高了吧)，
若cpu的TDP=65w且全速運轉，
接觸面積=9cm^2，熱膏塗厚度0.5mm，不考慮空氣混入，
散熱片底部和cpu不鏽鋼殼的溫差5度。
代入公式得到54w/h，不及cpu的發熱量，因此及cpu的溫度會一直上升至燒掉。
有人會問『既然如此，為什麼優秀的散熱器可以讓cpu全速一直運轉?』
別忘了還有一個變數"T：溫度差"，
優秀的散熱片+風扇可以維持一個足夠大的溫差，提升熱的通過量。
以上述情況，溫差要維持在6.2度才能打平。
結論:散熱膏不夠力的話，散熱片+風扇就要夠優秀才行，
但是風扇轉速提升的同時噪音也跟著提升。
(如何選低噪音高效能的散熱器又是一篇大論了)
如有寫錯，請各位網兄不吝鞭之，教學相長是也。
======================= 後 記 ======================
溫度會改變物體的化學結構，物理性質也隨之改變，
優秀的散熱膏的Thermal conductivity應該要能在CPU工作溫度內維持定?，
若能隨著溫度升高而增加是最好不過。
散熱膏用久了會變乾變硬，化學結構與成分比例可想而知已經改變，
因此Thermal conductivity亦跟著改變(變大變小不知道)。
但是廠商所發佈的都只有1個數值，沒有說明是什麼狀態下的Thermal conductivity，
也很少說明什麼狀態下需要更換散熱膏。
這樣不太負責吧?!
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