Der große Radiator-Material-Test: Zwischen Versprechen, Realität und Verbotenem – Wasserkühlung auf dem Prüfstand! | Teil 1

1 - Einführung, Testobjekte und Mess-Equipment 2 - Alphacool NexXxoS ST30 Full Copper X-Flow 120mm 3 - Aqua Computer airplex radical 2/120, Alu-Lamellen 4 - Bykski CR-RD120RC-TN-V2, D30 V2 Full Copper 5 - EKWB Quantum Surface P120M - Black 6 - Hardware Labs Black Ice Nemesis GTS - 120 XFlow 7 - Watercool HEATKILLER RAD 120-S Black 8 - Zusammenfassung und Fazit

Nein, ich werde heute nicht die Kühlperformance von Radiatoren für die PC-Kühlung testen, wohl aber bei den ersten sechs Herstellern und ihren aktuellen Modellen einmal genauer nachprüfen, ob wirklich genau das drin ist, was das Marketing bewirbt und der Kunde zum Teil auch gutgläubig kauft. Dafür habe ich im ersten Teil Radiatoren von sechs bekannten Herstellern aus dem Einzelhandel besorgt, komplett zerlegt und aufwändig analysiert. Die Gründe für diesen heutigen Test sind auch kein Geheimnis, denn ich werde oft genug kontaktiert, wenn es um zugesetzte Wasserkühlungskomponenten oder unerklärliche Korrosion geht.  So etwas triggert mich nämlich genauso, wie mein herzallerliebster Pömpel und provoziert am Ende auch die notwendige Neugier, mir so einen zeitlichen und finanziellen Aufwand überhaupt anzutun.

Heute beginnen wir (in alphabetischer Reihenfolge) mit oft gekauften Produkten von Alphacool, Aqua Computer, Bykski, EK Water Blocks, Hardware Labs und Watercool, wobei ich bereits weitere Produkte u.a. bei Amazon anonym für ein Follow-Up gekauft habe. Dann wird es neben Corsair und den neuen Radiatoren von Thermaltake auch typische China-Ware für den schmalen Taler geben, wo oft genug ein einziger OEM hinter vielen Brands steht, so dass ich diese Teile dann sogar exemplarisch testen kann. Egal ob diese Produkte nun z.B. als Magicool bei Caseking oder Richer-R, Diyeeni bzw. Tonysa bei Amazon, AliExpress & Co. verkauft werden, es ist immer der gleiche Hersteller, nur Verpackung und Preise ändern sich von 8 bis 30 Euro. Aber das kommt dann im nächsten Teil.

Normalerweise muss man ja glauben, was einem der Anbieter verkauft und dessen Marketing vollmundig bewirbt. Und so geht es heute nicht nur um Details, sondern auch die Glaubwürdigkeit der Spezifikationen, wobei ich jetzt schon spoilern kann, dass ich nicht nur einen Hersteller beim Lügen ertappt habe und ein anderer sogar mehr in den Specs geschrieben hat als alle anderen. Außerdem habe ich einen Teil des RoHS-Tests gleich mit adaptiert, indem ich nach Blei im Lot gesucht habe. Auch dazu wird noch etwas zu schreiben sein, denn ich bin leider fündig geworden.

Aus Gründen der Handlichkeit und auch der Nachhaltigkeit, denn ich muss die Radiatoren schließlich auch auftrennen und damit unbrauchbar machen, teste ich die jeweils kleinsten, schnell besorgbaren Exemplare, also die 120er Modelle. Das ist kein Beinbruch, denn nicht die Länge ist hierfür entscheidend, sondern das Material an sich. Schließlich geht es heute ja nicht um die Kühlleistung, sondern die Bestandteile. Ich werde diesen und weitere Tests auch deshalb machen, weil es bisher in dieser Tiefe einfach noch keiner getan und auch publiziert hat. Und es wird vielleicht auch ein paar Fragen von allein beantworten, warum in der eigenen PC-Praxis beim Dauerbetrieb dann manches anders läuft, als angedacht und erhofft.

Testequipment für die Materialtests

Die Materialprüfung und Vermessung der Radiatoren übernimmt mein mittlerweile voll aufgebrezeltes Keyence VHX 7000 samt EA-300. Damit sind sowohl exakte Messungen als auch recht genaue Massenermittlungen der chemischen Elemente möglich. Doch wie funktioniert das eigentlich? Die von mir für den Artikel genutzte Laser-induzierte Breakdown-Spektroskopie (LIBS) ist eine Art Atomemissions-Spektroskopie, bei der ein gepulster Laser auf eine Probe gerichtet wird, um einen kleinen Teil davon zu verdampfen und so ein Plasma zu erzeugen.

Die emittierte Strahlung aus diesem Plasma wird dann analysiert, um die Elementzusammensetzung der Probe zu bestimmen. LIBS hat viele Vorteile gegenüber anderen analytischen Techniken. Da nur eine winzige Menge der Probe für die Analyse benötigt wird, ist der Schaden an der Probe minimal. Der richtige Schaden entsteht im heutigen Artikel vorher durch meine eher groben Schneid- und Trennwerkzeuge. Diese noch recht neue Laser-Technik erfordert im Allgemeinen keine spezielle Vorbereitung der Proben für die Materialanalyse. Sogar Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase können direkt analysiert werden.

LIBS kann mehrere Elemente gleichzeitig in einer Probe detektieren und kann für eine Vielzahl von Proben verwendet werden, einschließlich biologischer, metallischer, mineralischer und anderer Materialien. Und man erhält eine wirkliche Echtzeit-Analyse, was enorm Zeit spart. Da LIBS im Allgemeinen keine Verbrauchsmaterialien oder gefährlichen Reagenzien benötigt, ist es auch eine relativ sichere Technik, die zudem kein Vakuum wie beim REM + EDX benötigt. Wie bei jeder Analysetechnik gibt es auch bei LIBS natürlich gewisse Einschränkungen und Herausforderungen, aber in vielen meiner Anwendungen, insbesondere wenn Geschwindigkeit, Vielseitigkeit und minimalinvasive Probenentnahme von Vorteil sind, bietet es deutliche Vorteile.

Vorwort zur Genauigkeit und den Anteilen

Ich möchte zunächst darauf hinweisen, dass die Ergebnisse der Anteile in den Übersichten und Tabellen absichtlich auf volle Prozent gerundet wurden, da es oft genug vorkommt, dass sogar innerhalb des vermutlich gleichen Materials Produktionsschwankungen vorkommen können. Untersuchungen im Promillebereich sind zwar nett, aber heute nicht zielführend, wenn es um eine sichere Auswertung und nicht um Spurenelemente geht. Die Suche nach Blei habe ich deshalb nur bewusst im Prozentbereich gemacht, obwohl die RoHS sagt, dass es weniger als 500 mg pro Kilo Lot sein dürfen. Ich bin aber nicht die Prüfanstalt und werde nur die anprangern, die wirklich bewusst Blei einsetzen und nicht diejenigen, wo Produkte nur minimale Spuren von Verunreinigungen aufweisen. Das ist zwar ebenfalls unschön, aber komplett am Thema vorbei. Alles über einem Prozent ist aber kein Zufall mehr, sondern wirklich Absicht. Und das werde ich finden.

Darüber hinaus kann man sicher streiten, ob die prozentualen Anteile eines Elementes in der Probe nun besser in at% oder wt% ausgegeben werden, denn es ist für unseren selbst auferlegten Genauigkeitsbereich fast schon zu vernachlässigen. Um z.B. den Unterschied zwischen Zink (Zn) und Kupfer (Cu) in Bezug auf Gewichtsprozent (wt%) und Atomprozent (at%) zu veranschaulichen, betrachten wir ein hypothetisches Beispiel, in dem eine Legierung, also Messing) aus Zink und Kupfer besteht.

Das Atomgewicht von Kupfer (Cu) ist etwa 63,546 u und das von Zink (Zn) etwa 65,38 u. Für den einfachen Vergleich nehmen wir Messing, das aus gleichen Teilen Zink und Kupfer in Bezug auf die Atomzahl besteht, also 50 at% Zn und 50 at% Cu (so, wie ich meist messe, da ich kein Metallurge bin). Um den Unterschied zwischen at% und wt% für Zn und Cu zu berechnen, bestimmt man die molaren Masse der Legierung und nimmt die durchschnittliche Atommasse beider Elemente für die Berechnung als Grundlage. Der Gewichtsanteil (wt%) von Kupfer (Cu) beträgt etwa 49,29% und der des Zinks (Zn) etwa 50,71%.

Trotz der Annahme gleicher Atomprozente (50 at% für beide Elemente) führen die unterschiedlichen Atomgewichte von Zink und Kupfer zu einem leichten Unterschied in den Gewichtsprozenten. Zink, das ein etwas höheres Atomgewicht als Kupfer hat, nimmt einen etwas größeren Anteil am Gesamtgewicht der Legierung ein (50,71% wt% gegenüber 49,29% wt% für Kupfer). Dieses Beispiel illustriert, wie at% und wt% unterschiedliche Aspekte der Zusammensetzung einer Legierung widerspiegeln können. Obwohl die Atomprozente gleich sind, führen die unterschiedlichen Atomgewichte zu unterschiedlichen Gewichtsprozenten. Diese Unterschiede sind wichtig zu verstehen, da sie die physikalischen Eigenschaften und die Verarbeitung der Legierung beeinflussen können. ​

​Interessanterweise beziehen sich manche Herstellerangaben auf das Atomgewicht, andere wiederum nehmen die Gewichtsprozente als Maßstab, ohne aber konkret darauf hinzuweisen. Da ich aber bewusst keine absoluten Massen vergleiche, kann man das bei Kupfer und Zink eigentlich fast schon vernachlässigen. Der Unterschied zwischen at% und wt% in den Ergebnisübersichten der EA-300 bewegen sich bei diesen beiden Elementen stets im Nachkommabereich, so dass ich (bis auf wenige Ausnahmen, wo ich mal weiterrechnen wollte) stets einheitlich at% in den Bildern verwende. Für ein Verhältnis ist das anteilige Atomgewicht at% also völlig ausreichend und aussagekräftig genug, trotzdem ist in den Vergleichstabellen das in der Metallurgie übliche Gewichtsverhältnis aufgeführt. Also bitte nicht verwirren lassen, wenn mal die Zahlen von Grafik und Tabelle in Nuancen voneinander abweichen! Normalerweise würde man ja auch 99.9% Kupfer schreiben, weil man ja stets noch Toleranzen einplanen muss, aber durch das Aufrunden nutze ich einfach 100%, was weniger verwirrt.

Doch es geht auch viel größer und gröber, wenn es um die Aufteilung von trivialeren Dingen geht. Dazu gehören die Werkzeuge für das Auftrennen und Freilegen der Baugruppen, vom Dremel über eine Pendelhubsäge bis hin zu einer großen Kappsäge für die ganz langen Schnitte quer durch die Radiatoren. Diese Bilder aus der Werkstatt erspare ich Euch besser im Detail, denn es war wirklich ein feines Schachtfest. Wo gesägt und getrennt wird, da fallen nun einmal auch Späne und im Fall des Radiators von Aqua Computer mit dem Polyacetal (Delrin) war es sogar eine echte Sauerei, aber alles zu seiner Zeit. Trotzdem hat es sich gelohnt, das kann ich vorab schon mal spoilern. Und saubermachen musste ich hinterher auch noch.

Der große Radiator-Material-Test: Noch mehr Blei, ein beliebtes Versteck und 2.5 Lichtblicke | Teil 2

Alphacool NexXxoS ST30 Full Copper X-Flow 120mm (14228)

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Aqua Computer airplex radical 2/120, Aluminium-Lamellen (33701)

	Zentrallager: verfügbar, Lieferung 3-5 WerktageFiliale Wilhelmshaven: nicht lagerndStand: 27.04.24 13:23	69,45 €*Stand: 27.04.24 13:24
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EK Water Blocks Quantum Line EK-Quantum Surface P P120M Black (3831109838334)

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Watercool Heatkiller RAD 120-S Black (24100)

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