Wärmeleitpaste wird in jedem Rechner weltweit eingesetzt — trotzdem wissen viele nicht genau, woraus sie besteht. In diesem Artikel tauchen wir tief in die möglichen Zusammensetzungen von Wärmeleitpasten ein.

Verschiedene Arten von Wärmeleitpaste

Für alle, die nicht oft Paste aufgetragen haben, ist es vielleicht überraschend, dass es mehr als eine Art Wärmeleitpaste gibt. Ja! Es gibt mehrere Arten, und neue werden ständig entwickelt. Bevor wir sie durchgehen, schauen wir uns die Bestandteile der meisten Pasten an.

Wärmeleitpaste hat 2 Aufgaben — wärmeleitend zu sein und ein Lückenfüller für die mikroskopischen Räume zwischen CPU und Kühlkörper. Um das zu leisten, sollte sie fettig oder flüssig sein und — du hast's erraten — wärmeleitend. Dafür bestehen die meisten Pasten aus einer flüssigen Matrix und einem wärmeleitenden Füllstoff. Indem die Substanzen in diesen Rollen variiert werden, lassen sich Pasten mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugen. Wir können Viskosität, Wärmeleitfähigkeit und andere Eigenschaften anpassen.

Was sind nun die Haupttypen von Wärmeleitpaste?

Silikon-basiert

Silikon-basierte Pasten nutzen eine flüssige Silikon-Matrix, die einen wärmeleitenden Metalloxid-Füllstoff hält. Sie gehören zu den häufigsten Pasten am Markt und sind oft vorappliziert in Fertig-PCs und Laptops zu finden.

Aus gutem Grund — sie sind Allrounder.

Weil sie Silikon nutzen, sind sie sehr viskos — lassen sich gleichmäßig auf CPU oder GPU verteilen und laufen nicht weg. Sie haben exzellente Wärmeleitfähigkeit und sind — anders als andere Pasten — nicht elektrisch leitend. Selbst bei einem Leck kannst du einfach sauber machen und weiter.

Kohlenstoff-basiert

Kohlenstoff-basierte Pasten sind silikon-basierten ähnlich, nutzen aber statt Metalloxid-Füllstoffen Kohlenstoff-Nanopartikel für die Wärmeleitung. Viskosität und Wärmeleitfähigkeit liegen etwa auf gleichem Niveau wie silikon-basierte Pasten.

Der größte Vorteil: die elektrische Leitfähigkeit — oder vielmehr deren Abwesenheit. Weil diese Pasten keine Metallpartikel nutzen, können sie von keiner Quelle Ladung tragen. Technisch sind sie die sichersten im Rechner oder an Prozessoren nahe anderer Komponenten.

Flüssigmetall-basiert

Flüssigmetall-basierte Pasten unterscheiden sich von den ersten beiden. Anders als silikon- und kohlenstoffbasierte Pasten haben Flüssigmetall-Pasten technisch gesehen weder eine flüssige Matrix noch einen Füllstoff. Stattdessen fungiert das Flüssigmetall als Matrix und Füllstoff zugleich. Als Metall leitet es Wärme super gut, und als Flüssigkeit wirkt es natürlich als Lückenfüller. Flüssigmetall-Pasten gehören zu den Spitzenreitern bei Wärmeleitfähigkeit und sind in High-End-Builds beliebt, wo Übertakten zum Alltag gehört.

Klingt perfekt. Warum nutzen dann nicht alle Flüssigmetall-Pasten?

Neben der Wärmeleitfähigkeit sind sie auch elektrisch leitend. Erinner dich ans Zeit, als du an eine Türklinke gefasst hast und einen Stromschlag bekommen hast — Metall kann Ladung transportieren. Eine Paste komplett aus Metall verhält sich wie diese Klinke. Das wäre meist egal, aber ein Rechner ist eine Maschine mit sehr spezifischen Pfaden für jede Ladung. Ein einziger Tropfen Flüssigmetall-Paste auf irgendeiner Komponente kann die Maschine kurzschließen und sie zum riesigen Briefbeschwerer machen.

Ja. Nichts für schwache Nerven.

Falls das nicht schon schlimm genug wäre: Die meisten Flüssigmetall-Pasten enthalten Gallium. Wenn Gallium Aluminium berührt, bildet sich eine Legierung, die bei Berührung zerfällt.

Phasenwechselmaterialien

Zuletzt: Phasenwechselmaterialien. Die sind das schwarze Schaf der Familie — streng genommen sind sie keine „Wärmeleitpaste". Phasenwechselmaterialien (PCMs) nutzen eine endotherme Reaktion, die beim Phasenwechsel einer Substanz auftritt und die umgebenden Oberflächen kühlt. Einfaches Beispiel: ein „Instant-Kältebeutel" bei einer Verletzung.

Phasenwechselmaterialien sind ein Mix aus Chemikalien mit einem Schmelzpunkt bei etwa 70 °C. Sobald die Substanz diesen Punkt erreicht, beginnt der Phasenwechsel (oft fest→flüssig oder flüssig→fest) und speichert Wärmeenergie durch die endotherme Reaktion.

Wird meist in industriellen Anwendungen genutzt.

Zusammensetzung silikon-basierter Wärmeleitpaste

Wie gesagt: Silikon-basierte Pasten gehören zu den häufigsten und zuverlässigsten Pasten. Sie bestehen aus einer flüssigen Matrix (auch Basis genannt) und Metalloxid-Füllstoffen. Silikon selbst ist nicht wärmeleitend, aber viskos — die Paste kann fließen, Lücken füllen, an Oberflächen haften und andere wärmeleitende Verbindungen halten. Manchmal spricht man von der „Silikon-Ölbasis".

Die Verbindungen in der Silikon-Basis sind meist Metalloxide wie Zinkoxid. Diese haben hohe Elektronenmobilität — sie können Energie schnell übertragen. Weitere Metalloxide in silikon-basierten Pasten: Aluminiumoxid, Bornitrid und Aluminiumnitrid. Alle haben ähnliche Eigenschaften und funktionieren ähnlich als Füllstoffe.

Warum wir Silikon-Wärmeleitpaste empfehlen

Beim Lesen über die verschiedenen Pastentypen kriegst du vielleicht Lust, neue auszuprobieren — und das solltest du auch. Es gibt viele Optionen, und je nach Ziel passt mal die eine, mal die andere. Aber persönlich empfehlen wir für 99 % aller Projekte silikon-basierte Paste.

Erstens: Silikon-Paste hat das beste Kosten-Leistungs-Verhältnis aller genannten Materialien. Sie liegt meist bei ~$2/g, Flüssigmetall bei ~$8/g, Phasenwechselmaterialien bei ~$10/Gramm. Zur Info: Phasenwechselmaterialien werden meist für industrielle Zwecke verkauft — in Großmengen können die Kosten deutlich höher sein.

Zweitens: Im Vergleich zu kohlenstoff-basierten Pasten ist Silikon langlebiger und länger haltbar. Das liegt daran, dass Silikon aus Silizium (Si) und Sauerstoff besteht. Die chemische Stabilität von Silizium ist viel höher als die von Kohlenstoff — es hält mehr Heiz- und Kühlzyklen aus.

Und schließlich: Wie erwähnt hat Silikon-Paste exzellente Wärmeleitfähigkeit, keine elektrische Leitfähigkeit und ist nicht giftig. Das macht sie zur sichersten Wahl.

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Andere Alternativen zu Wärmeleitpaste

Falls du gar keine Lust auf Wärmeleitpaste hast — es gibt Alternativen. Wärmeleitpads sind feste Materialstücke, die sich auf CPU-Größe zuschneiden lassen. Sie bieten bei höheren Temperaturen eine ordentliche Wärmeleitfähigkeit, sind aber keine tollen Lückenfüller. Wärmeleitgel ist eine weitere Alternative. Es härtet aus, sobald es der Luft ausgesetzt ist — hält länger, macht aber das Auftragen komplizierter. Mehr zu Wärmeleitpaste-Alternativen in unserem Artikel hier.

Es gibt viele verschiedene Wärmeleitpaste-Marken mit eigenen Farben und Branding — aber merk dir: Sie fallen fast alle in die Kategorien silikon-basiert, kohlenstoff-basiert oder flüssigmetall-basiert. Wenn du dich für Flüssigmetall entscheidest, beachte, dass sie elektrisch leitend ist — richtige Vorsichtsmaßnahmen ergreifen. Bei Kohlenstoff-Paste: Merk dir, wann du sie aufträgst — sie hält eventuell nicht so lange und muss aktiv neu aufgetragen werden. Und bei Silikon-Paste: Nimm die Beste am Markt — Kooling Monster KOLD-01!