Flüssigmetall Wartung – Kupfer Verträglichkeit?

Über die Verwendung von Flüssigmetall haben wir hier auf hardwarepoint schon in diversen Artikel berichtet. Immer wieder hört man verschiedene Geschichten, worauf man Flüssigmetall als Wärmeleitmittel nutzen darf und worauf nicht. Über Aluminium sind sich alle einig, hier frisst sich das Gallium, was zumeist einer der Hauptbestandteile des Flüssigmetalls darstellt, einfach ins Aluminium.

Diese chemische Reaktion führt zur Oxidation vom Aluminium, es versprödet und verliert seine metallischen Eigenschaften bis es durch die tiefgreifenden Gefügeveränderungen komplett versagt.

Auf der anderen Seite stehen vernickelte Kühlkörperflächen. Auch hier sind die Meinungen geeint, bis vielleicht auf ein paar Verfärbungen, ist dies das präferenzierte Material für Kühlkörper und Prozessorpaarungen, die mit Flüssigmetall verbunden werden.

Wie sieht das Thema aber eigentlich mit blanken Kupferkühlkörpern aus? Denn hier scheiden sich die Geister. Einerseits wird behauptet, dass man auch hier den Kühler beschädigt, von anderen Seiten wird eine Kompatibilität beschrieben. Welche Probleme sind also zu erwarten?

Testkandidat

Unseren ASUS G501JW Gaming Laptop haben wir schon seit 9 Jahren mit Thermal Grizzly Conductonaut Flüssigmetall im Betrieb. Über die 9 Jahre ließ sich keinerlei Performanceeinbuße feststellen, weder in Lautstärke, noch in Geschwindigkeit, wir sind gespannt was uns erwartet.

Nach dem Aufschrauben des Laptops und dem Entfernen des Kühlers sieht man aber eine deutliche Veränderung des Thermal Grizzly Conductonaut:

Das Flüssigmetall ist fast komplett ausgehärtet, denn auch mit Kupfer reagiert das Gallium des Flüssigmetalls. Ähnlich zum Aluminium wird eine Verbindung eingegangen, nur dass diese das Kupfer nicht zerstört, eher in das Kupfer eindringt und eine rauhe Oberfläche bildet. Dabei bleiben nicht nur Verfärbungen zurück, sondern wie bei uns nach den 9 Jahren eine harte Metallschicht. Teils sogar auf den Silizium Die´s selbst. Merkliche Performanceeinbußen hatten wir allerdings nicht. Erst später im Vergleich zu neuer Wärmeleitpaste und danach auch zu neuem Flüssigmetall werden wir sehen ob und wieviel Kühlleistung verloren gegangen ist.

Reinigung

Aber wie bekommt man diese Verhärtung überhaupt entfernt?! Am Kühlkörper hilft ein Spachtel um das Grobe abzukratzen. Danach ging es mit Polierpaste ans Werk.

Es blieb aber auch bis zum Schluss noch immer ein Rückstand von der Kupfer-Conductonaut Legierung bestehen. Vorher/Nachher vom Kühler:

Die GPU sowie die CPU sah nach einer ersten Reinigung mit Alkohol immer noch leicht befleckt aus. Nach etwas Polierarbeit mit Wärmeleitpaste als leichte Polierpaste war aber alles bereinigt:

Jetzt kann der Zusammenbau wieder starten. Alles in allem, hat es sicherlich 1 Stunde gebraucht mit der Reinigung, da sich die extrem harte Metallschicht nur schwer entfernen ließ. Auf dem nachfolgenden Bild sieht man das wieder aufgebrachte Thermal Grizzly Conductonaut Flüssigmetall, wir haben für unsere Testreihe aber nochmal einen Zwischenschritt mit Aeronaut Wärmeleitpaste unternommen, sodass wir 3 Datenreihen haben. 9 Jahre alte Conductonaut, völlig ausgehärtet, Aeronaut und neu aufgetragenes Conductonaut.

Benchmarks

Getestet wurde in Cinebench R24, die Messwerte wurde nach 10 Minunten ermittelt. Sowie der Score am Ende eines Durchlaufes.

Die Taktraten unterscheiden sich durch Kerndrosselungen wegen Temperaturlimit ebenfalls:

9 Jahre altes ConductonautAeronautneues Conductonaut
Kerntakt-Ø3,160 MHz3,036 MHz3,209 MHz
Kern-DrosselungKern 2 8%
Kern 3 58%
Kern 3 84%Kern 3 7%
Cinebench Score219 Multi Core203 Multi Core220 Multi Core

Es lässt sich also sagen, dass das 9 Jahre alte Flüssigmetall immer noch performant, ähnlich einer neuen Einsteiger Wärmeleitpaste ist. Obwohl die Temperaturen sogar minimal schlechter ausfallen, wird ein höherer Takt gehalten, was auch zu einem besseren Score führt. Einmal neues Flüssigmetall sorgt zwar kaum für einen besseren Score, 1 Punkt ist komplett zu vernachlässigen, ebenso die 50 MHz erhöhter Takt. Tatsächlich sorgen aber die Durchschnittlich 5 Grad weniger Kerntemperatur bzw. im Peak sogar 8 Grad weniger, für eine deutlich geringere Geräuschentwicklung der Lüfter. Erst im direkten Vergleich fällt auf, dass die Lüfter vorher auch schon bei leichter Belastung angesprungen sind, wohingegen sie jetzt weiterhin still bleiben. Im täglichen Betrieb macht sich dies doch spürbar bemerkbar, wenn auch die reine Leistung erstmal identisch bleibt. Ähnliches haben wir auch beim Delidden von unserem 8700G AMD Ryzen CPU bzw. der APU feststellen können. Man hat also keinen direkten Leistungsmehrwert, aber es lässt sich stiller und somit angenehmer arbeiten.

Fazit

Generell lässt es sich also vollgendermaßen zusammenfassen. Im Idealfall wird der Laptop nach der Flüssigmetall-Kur nicht erst nach 9 Jahren aufgeschraubt, sondern nach wenigen Monaten. Dabei sättigt sich die Kontaktfläche des Kupferkühlers mit Gallium. Die Reaktion ist abgeschlossen, aber das Flüssigmetall lässt sich noch leicht entfernen. Jetzt wird nochmal neu Aufgetragen und eine weitere Reaktion sollte nicht auftreten, sodass die Flüssigmetall-Lösung länger flüssig bleiben sollte. Vom Leistungseinbruch kann aber auch so nicht die Rede sein, lediglich die Nebenfaktoren, wie Lautstärke werden beeinflusst. Dies weicht aber natürlich immer etwas ab, je nach verwendetem Laptop Modell bzw. Implementierung der Lüftersteuerung und dem individuellen Verhalten von Boost, Drosselung bzw. maximaler Kerntemperatur der CPU.

Unser G501JW ist jetzt wieder zusammen und kann hoffentlich noch weitere Jahre als zuverlässiger Begleiter dienen.