多尺度毛細芯結(jié)構(gòu)平板熱管傳熱特性的實驗研究.pdf

1、隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，各類光電芯片、電子設(shè)備不斷向著大功率化、微型化方向發(fā)展，導致其單位體積內(nèi)的產(chǎn)熱量急劇增大，一旦熱量不能及時排出，將影響光電芯片與電子設(shè)備的使用壽命和工作性能。傳統(tǒng)的利用空氣強制對流的散熱方式已經(jīng)達到極限，散熱問題成為制約大功率光電芯片與電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。本文根據(jù)電子設(shè)備產(chǎn)熱規(guī)律，通過實驗與理論分析相結(jié)合的方法，對多尺度毛細芯結(jié)構(gòu)平板熱管、蒸發(fā)端親水與冷凝端疏水匹配的平板熱管進行了研究，主要研究內(nèi)容與結(jié)論如

2、下:
　　1、根據(jù)自然界親水性植物表面微觀凸起結(jié)構(gòu)，以平均顆粒直徑分別為556nm與73.8μm的球狀銅粉為材料，燒結(jié)制備了錐形毛細芯，制作了新型平板熱管，以去離子水為工質(zhì)，研究了不同加熱功率（熱流密度）、傾斜角度、毛細芯熱氧化處理、造孔劑添加比例對平板熱管熱性能的影響，結(jié)果表明:(1)仿生燒結(jié)制備的錐形毛細芯具有多尺度結(jié)構(gòu)，未經(jīng)熱氧化處理的毛細芯具有三尺度結(jié)構(gòu)，經(jīng)熱氧化處理后具有四尺度結(jié)構(gòu)。(2)錐形毛細芯具有較好的吸液能力，且

3、毛細芯經(jīng)熱氧化處理后吸液能力大大增強。(3)錐形毛細芯經(jīng)熱氧化處理后由于親水性的增強和表面積的增大而使平板熱管的熱性能大大提高。(4)在所制作的四種平板熱管樣品中，角度對平板熱管熱性能的影響可以分為4類。(5)由于錐形毛細芯與平板熱管的冷凝端直接接觸，因此不僅縮短了液體的流動路徑與回流時間，而且由于液體的及時回流，減薄了冷凝端的液膜厚度，強化了冷凝端的換熱。(6)多尺度毛細芯結(jié)構(gòu)平板熱管具有較好的均溫特性。(7)在毛細芯的燒結(jié)過程中，適

4、當添加造孔劑有利于提高平板熱管的熱性能。
　　2、為進一步優(yōu)化平板熱管的熱性能，以平均顆粒尺寸為75μm的枝狀銅粉為材料，再次燒結(jié)制備了錐形毛細芯，制作了新型平板熱管，以去離子水為工質(zhì)，研究了不同加熱功率（熱流密度）、傾斜角度、毛細芯雙氧水氧化處理、冷凝端超疏水處理對平板熱管傳熱性能的影響，結(jié)果表明:(1)毛細芯經(jīng)雙氧水氧化處理后，形成了納米-微米-毫米多尺度結(jié)構(gòu)，因此其表面粗糙度大大增加，親水性大大提高，吸液能力大大增強。(2)