Wärmeleitpaste
In diesem Dokument wird die Theorie und der sinnvolle Einsatz von Wärmeleitpaste beschrieben
Die Theorie:
Die Wärmeleitfähigkeit ist das Vermögen, eine bestimmte Menge (Verlust-)Leistung zu Transportieren. Sie ist von dem Material und damit von dessen chemischen Aufbau abhängig. Ein größerer Wert bedeutet bessere Wärmeleitfähigkeit.
Die Wärmeleitfähigkeit l (Lamba) ist aber auch proportional der elektrischen Leitfähigkeit k (Kappa).
Exakt: 
(Physik für Ingenieure, Auflage 4, Seite 204-208)
wobei T gleich die absolute Temperatur und L die Lorenzsche Zahl darstellt.
Wärmeleitpaste wird vom Hersteller (z.B. Fischer-Elektronik) als Nichtleiter mit einem sehr großen elektrischen Widerstand (>1012Ohm/cm) beschrieben.
Weshalb spricht man dann irrsinniger Weise von Leitpaste, obwohl es ein Nichtleiter ist?
Die Praxis:
Man spricht deshalb von (Wärme-)Leitpaste, weil die Wärmeleitpaste etwas besser die Wärme leiten kann als Luft.
Dies soll noch durch untenstehende Tabelle verdeutlicht werden:
| Material | Wärmeleitfähigkeit l = [W / m K] |
|---|---|
| Luft | 0,026 |
| Wärmeleitpaste, typisch | 0,5-1,0 |
| Wärmeleitkleber, typisch | 0,5-1,0 |
| Aluminium | 221 |
| Kupfer | 393 |
(Werte aus Buch Physik für Ingenieure und Katalog Fischer-Elektronik)
Führt man eine relative Wärmeleitfähigkeit ein und bezieht Luft zu 1, dann ergibt sich folgendes, besser zu merkendes Bild:
| Material | Relative Wärmeleitfähigkeit lr = [1] |
|---|---|
| Luft | 1 |
| Aluminium | 8500 |
| Kupfer | 15115 |
Scheinbar ist das gar nicht der Grund warum Wärmeleitpaste eingesetzt wird. Denn nach diesen Werten macht die Verwendung von Wärmeleitpaste keinen Sinn.
Der Hauptgrund liegt darin, das die Oberflächen eine gewisse Rauigkeit haben. Werden nun zwei Teile verbunden (z.B. Kühlkörper und Wärmequelle), so entstehen dazwischen winzige Hohlräume mit eingeschlossener Luft.
Um genau diese Lufträume zu schließen wird Wärmeleitpaste eingesetzt.
Korrekte Anwendung:
Fall überhaupt Wärmeleitpaste eingesetzt wird, soll wie folgt vorgegangen werden:
- Ein wenig Wärmeleitpaste einseitig auftragen.
- Mit einem Spachtel zum Beispiel die Wärmeleitpaste so verteilen, dass ein sehr sehr dünner Film entsteht.
- Das andere Bauteil auf den dünnen Film legen und durch kräftiges Kreisen des Bauteils noch weiterhin überflüssige Paste heraus drücken.
Auf gar keinem Fall darf Wärmeleitpaste zur Überbrückung von Lücken verwendet werden!
Weiterer Hinweis:
Bei der Verwendung von Wärmeleitpaste ist die persönliche Schutzausrüstung zu benutzen, d.h. Schutzhandschuhe tragen!
