意外すぎる材料で改良！高性能熱伝導グリスの自作実験

DIY!!

DIYでも作れることが分かった熱伝導グリスをさらに高性能化してみました！
格安で入手できる驚きの材料とは？
どのくらいの性能を発揮できる？
どうすれば性能が良くなるのか？
自作して調査を行いましたので個人的な見解と合わせてご紹介します！

今回使用した材料

ポリッシングパウダー研磨剤　2000番　アルミナ粉　20g
Amazonで481円(2023/3/3現在)
https://amzn.to/3kHYAh3
アルミナ(酸化アルミニウム)は熱伝導率がかなり良いです！(30W/mK)
粒子のサイズも色々ありますが、微粉の2000番以上が良いです！
粉の径が安定しているので、性能も安定すると思います。
もちろん各種研磨作業にも便利に使えます！
性能は自作した中では一番でしたが、なぜか粘りが出るため薄く塗るのが少し難しいです。
また研磨作用が強いため、塗っているとヒートシンクのアルミが削れて灰色になってきます。

サンワサプライ　シリコングリス(銅粉入り)　2g(4.5W/mK)
Amazonで394円(2023/3/3現在)
https://amzn.to/3y3h9PX
市販品の意地を見せました！
銅粉がとにかく細かいため、薄く塗り広げることができます。
テスターでは導電性は確認できませんでした。

酸化マグネシウム(便秘薬)　90錠入り(約40g)
Amazonで703円(2023/3/3現在)
スペック上はアルミナの倍の熱伝導率！(60W/mK)
今回は錠剤を完全に微粉にすることができませんでしたが、
うまくやればもっと性能を引き出せたかもしれません！
80%が酸化マグネシウムですが、添加物も入っています。
今回は何ともありませんでしたが、影響は未知数なところがあります。

3M銅ベース焼付防止潤滑剤(アンチシーズ)255g
Amazonで2395円(2023/3/3現在)
車・バイクのエンジン・マフラー・ブレーキ周りのメンテナンスの必需品なので、
比較的持っている方は多いと思います！
熱伝導グリスとしても使えなくはないと思いますが、銅粉がやや粗いためか本来の性能を発揮することは出来ていないと思われます。
また、銅粉以外にも粉体が入っていると思います。詳しい組成と影響は不明です。
有機溶剤の匂いがするので、揮発分が多いと思われます。
テスターでは導電性はありません。

その他の材料

鉛筆(黒鉛)　6B
80%以上が黒鉛です！熱伝導率は100W/mKを超えます！
ただしこれもうまく微粉にすることができず、
本来の性能を発揮しきれていないと考えられます。
また、黒鉛だけでは導電性が生まれてしまう(kΩオーダー)のと、
周りが真っ黒になってしまうのが欠点です。

自作銅粉(銅線から削ったもの)
銅の熱伝導率は圧巻の350W/mKですが、
DIYではうまく微粉にすることが難しく、粉の径が大きすぎるため、
表面に凹凸が生まれてしまい本来の性能が全くといってよいほど発揮できませんでした。
他に使えそうな金属紛としてはアルミや銀がありますが、
いずれにしても金属の微粉(μmオーダー)を作る方法を編み出さないと厳しいです！
なお銅粉だけでは導電性が出ると思われるので、
ほかの絶縁性のある粉体と混ぜる必要がありそうです。
シリコンオイルも含め、ある程度以下の割合になれば導電性はなくなります。

前回の動画
驚愕の性能！激安の熱伝導グリスの自作方法をご紹介します！

タルクを使った熱伝導グリス！
タルクの熱伝導率はそこまで良くない(10W/mK程度)ですが、
価格が最安レベルで作業性も非常に良く、
薄く塗り広げることができるので性能を発揮しやすいです！

今回のまとめ

熱伝導性能の順位(あくまで目安)
市販品(銅粉)、自作アルミナ、自作酸化マグネシウム、自作黒鉛、アンチシーズ
自作タルク、市販品(シリカ？)、自作銅粉の順
性能は市販品銅粉、自作アルミナが頭一つ抜けていると思います。
あとは自作銅粉以外はそこまで大きな差はないと思います！

また、単純に材料の熱伝導率だけでは判断しきれない部分も大きいです。
塗りやすいものほど安定して薄く塗れるので、性能を発揮できる可能性が高まります。
シリコンオイルの割合や粉の径、塗り方の上手い下手などでも大きく変化します。