4.3.2.1. Phương án thực nghiệm
Phương án thực nghiệm dùng ựể nghiên cứu ứng dụng CNTs trong kem tản nhiệt cho vi xử lý ựược lựa chọn như sau:
-Chế tạo kem tản nhiệt mới bằng cách bổ sung thêm thành phần CNTs vào các vật liệu nền khác nhau, bằng các phương pháp và tỷ lệ khác nhaụ
- Khảo sát hiệu quả tản nhiệt của các loại kem ứng dụng CNTs.
118
4.3.2.2. Hệ máy tắnh dùng trong thắ nghiệm
để khảo sát hiệu quả tản nhiệt của các loại kem ta sử dụng một sensor ựo nhiệt ựộ tắch hợp sẵn trên vi xử lý, hoạt ựộng của sensor này ựược quản lý bằng phần mềm ựể trực tiếp ựo nhiệt ựộ của vi xử lý.
Hệ thắ nghiệm bao gồm 1 máy tắnh ựược ựặt trong phòng kắnh khép kắn, nhiệt ựộ phòng ựược giữ ổn ựịnh ở 20oC nhờ ựiều hòa nhiệt ựộ, ựược kiểm soát bằng nhiệt kế, ựộ ẩm phòng ựược giữ cố ựịnh nhờ một máy hút ẩm hoạt ựộng liên tục, việc này ựảm bảo ựiều kiện môi trường bên ngoài là như nhau trong mọi thắ nghiệm.
Hình 4.42.Hệ thắ nghiệm khảo sát nhiệt ựộ CPU khi sử dụng kem tản nhiệt chứa thành phần CNTs
Các bộ phận của máy tắnh ựược tháo rời và ựặt xa nhau như hình 4.42, nhằm ựảm bảo nhiệt ựộ các linh kiện không ảnh hưởng tới nhiệt ựộ của CPU, ựồng thời cũng tạo thuận lợi cho việc vận hành thắ nghiệm.
Máy vi tắnh ựược sử dụng trong nghiên cứu này có cấu hình như sau Ớ CPU: Intel Pentium (R) IV 3.06GHz.
Ớ RAM: 512 MB. Ớ HĐ: 80 Gb.
Ớ OS: Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2.
Ớ Sensor tắch hợp trong CPU ựang dùng là loại TDiode (Thermal Diode) với sai số ổ 0.5 oC. Sự thay ựổi nhiệt ựộ của CPU ựược các sensor này nhận biết và thông qua một mạch biến ựổi ADC chuyển thành tắn hiệu số. Các phép ựo khảo sát nhiệt ựộ ựược thực hiện nhiều lần, kết quả ựo lặp lại nhiều nhất và phù hợp với giá trị trung bình của nhiều lần ựo sẽ ựược lựa chọn ựể phân tắch.
119
Ngoài ra còn có các phần mềm hỗ trợ trong quá trình nghiên cứu như ựã nói ở các phần trên bao gồm: phần mềm Speedfan 4.33 ựể hiển thị nhiệt ựộ một số linh kiện và thiết bị trong máy vi tắnh như ổ cứng, bo mạch, CPU; và phần mềm StressPrime 2004 ORTHOS ựể kắch hoạt cho CPU hoạt ựộng ở công suất tối ựa (full load).
Các bước thực nghiệm tản nhiệt :
Ớ Bôi kem tản nhiệt vào CPU
Ớ điều chỉnh nhiệt ựộ phòng chắnh xác, kiểm tra bằng nhiệt kế. Ớ Khởi ựộng máy tắnh.
Ớ Bật chương trình ựo nhiệt ựộ CPU (Speedfan 4.33). Ớ để máy tắnh chạy ở chế ựộ bình thường trong 1h.
Ớ Bật chương trình chạy full load ựể CPU hoạt ựộng 100% công suất. Ớ Tắt chế ựộ Full load, ựể CPU hoạt ựộng ở công suất bình thường trong 3h. Ớ Ghi lại số liệụ
Hình 4.43. Các thao tác ựưa kem tản nhiệt chứa thành phần CNTs lên CPU
4.3.2.3. Kết quả thử nghiệm
để xác ựịnh nồng ựộ tối ưu của CNTs pha trong kem tản nhiệt, chúng tôi tiến hành thắ nghiệm với kem tản nhiệt chứa thành phần CNTs ở các nồng ựộ từ 1% wt. ựến 7% w.t. Hình 4.44 là ựồ thị khảo sát nhiệt ựộ ứng với kem STARS / CNTs với các nồng ựộ CNTs từ 0 % wt. ựến 7 %wt. Kết quả khảo sát với các loại kem này cho thấy nhiệt ựộ của CPU tăng theo thời gian với quy luật của hàm số mũ và sau khoảng thời gian 200 s thì nhiệt ựộ của CPU ựạt tới giá trị bão hòạ Kết quả trên ựồ thị hình 4.44 cho thấy với nồng ựộ của CNTs là 2% wt. thì hiệu quả của kem tản nhiệt là cao nhất
120
tương ứng với nhiệt ựộ bão hòa của CPU là 63oC, giảm xuống 3oC so với trường hợp chỉ dùng kem tản nhiệt STARS.
Hình 4.44.đồ thị nhiệt ựộ của CPU khi sử dụng kem tản nhiệt STARS / CNTs với nồng ựộ của CNTs từ 0% wt. ựến 7% wt.
Hình 4.45.đồ thị nhiệt ựộ của CPU khi sử dụng kem tản nhiệt AS5 / CNTs với nồng ựộ của CNTs từ 0% wt. ựến 7% wt.
121
Kết quả khảo sát nhiệt ựộ của CPU khi sử dụng kem tản nhiệt AS5 chứa thành phần CNTs ựược thể hiện trên ựồ thị hình 4.45. Kết quả khảo sát cho thấy nhiệt ựộ của CPU cũng tăng theo thời gian với quy luật của hàm số mũ và sau khoảng thời gian 200 s thì nhiệt ựộ của CPU ựạt tới giá trị bão hòạ Với nồng ựộ của CNTs là 2% wt. thì hiệu quả của kem tản nhiệt là cao nhất tương ứng với nhiệt ựộ bão hòa của CPU là 57oC, giảm xuống 2oC so với trường hợp chỉ dùng kem tản nhiệt AS5.
Chúng ta nhận thấy ựối với cả hai loại kem tản nhiệt STARS và AS5 thì khi nâng cao nồng ựộ của CNTs trong kem vượt quá 2% wt. sẽ làm giảm hiệu quả của kem tản nhiệt, ựiều này ựược giải thắch là do khi nồng ựộ CNTs quá lớn sẽ làm kem tản nhiệt bị mất ựi tắnh nhớt, do vậy khả năng dàn ựều cũng như khả năng lấp ựầy các khe trống của kem trên bề mặt vi xử lý giảm xuống làm cho hiệu quả tản nhiệt suy giảm. Xuất phát từ kết quả này, các nghiên cứu tiếp theo của chúng tôi ựược thực hiện với các loại kem STARS và AS5 pha với nồng ựộ CNTs là 2% wt.