柔性热管的研究现状与发展趋势

热管凭借高传热效率、高稳定性、长寿命和低成本等优势已经成为解决高性能微电子器件散热难题的主要方案。然而,日益兴起的柔性可穿戴式电子设备对高热流密度电子器件的散热系统提出柔性化需求,传统铜、铝基热管已经难以满足轻薄型柔性电子设备的散热需求。可弯曲、高性能、轻薄化的柔性热管逐渐成为热管技术的研究热点和发展方向。详细介绍柔性热管的结构类型、封装工艺和应用领域,重点综述目前国内外关于柔性热管在吸液芯结构和封装工艺等方面的研究进展,分析讨论其在柔性微电子器件散热领域应用中存在的不足,并对柔性热管的发展趋势进行科学预测与展望。     

平板铝热管微沟槽吸液芯的制备及毛细性能研究

采用犁切-挤压(P-E)和表面化学加工相结合的方法制备出一种新型的铝沟槽吸液芯结构,通过毛细上升红外测试方法对其毛细性能进行测试表征,研究不同的CuCl_2溶液浓度和浸泡时间对吸液芯结构毛细性能的影响。研究结果表明,化学加工后的铝沟槽吸液芯的毛细性能显著提高,其最大毛细上升高度可达49.3 mm,相比于未经化学加工的犁切沟槽,其毛细上升高度提高约79.3%;当CuCl_2溶液浓度超过1mol/L时,浸泡时间和溶液浓度对铝沟槽吸液芯的毛细压力影响较小。该方法能够简单、有效的提高铝沟槽吸液芯的毛细性能,为平板铝热管吸液芯的制备提供了一种新手段。     

超薄微热管的研究现状及发展趋势

快速增加的系统发热已经成为当代先进微电子芯片系统研发和应用中的一项重大技术挑战。热管以其高导热率、高冷却能力、高稳定性和长寿命等优点在高热流密度元件的散热技术领域得到广泛应用。但是,随着电子产品不断朝着高性能化与轻薄化的方向发展,传统圆柱型微热管或普通压扁型热管已难以应用于紧凑、轻薄型的电子设备散热,体积更小、质量更轻、厚度更薄的超薄微热管已成为目前热管技术的重要发展方向和研究热点。详细介绍了超薄微热管的类型及应用,重点综述了目前国内外关于超薄微热管在成形工艺及吸液芯结构等方面的研究进展情况,分析讨论了其在电子器件散热中的发展所存在的问题,并进行科学预测与展望。     

电子器件散热中新型热管的研究与应用

介绍了环路热管、振荡热管和平板热管三种新型热管的工作原理、特点和研究现状,以及它们在大功率电力电子器件、大功率LED和电脑CPU散热中的应用。环路热管可以传输的热量相对较大,距离相对较远;振荡热管无需吸液芯,结构简单,制作成本低;平板热管在结构上呈扁平状,满足电子产品小型化在空间上或在均热方面的要求。这三种新型热管都有许多研究,但在应用方面不少处于实验室研究阶段,有待进一步的改进和完善。     

激光制备微热管复合沟槽吸液芯及毛细压力验证

吸液芯结构是微热管的重要组成部分,其对微热管传热性能起到关键作用。目前,随着微热管的微型化,多种新型吸液芯结构相继提出,有效的拓宽微热管的应用领域。激光刻蚀法已成为制备微热管微型沟槽的高效可行法。借助激光刻蚀技术优势制备出微热管复合沟槽吸液芯,分析复合沟槽结构具有良好的表面质量;然后建立复合沟槽吸液芯毛细压力轴向分布数学模型,得出微热管内毛细压力沿轴向分布情况,证明复合沟槽提供较大的毛细压力,从而具有优异的传热性能。     

微型平板热管技术研究综述

微型平板热管是解决高热流密度电子器件散热的主要途径之一。凭借优越的导热性能和恒温特性,微型平板热管已成为热管技术的重要发展方向和研究热点。近年来国内外对于微型热管的研究日益深入,提出了多种新型微槽道结构。文中主要综述了微型平板热管的研究趋势,有关微槽结构改进、加工制作、管内传热传质行为的数值模拟和实验观测等方面的研究进展以及新型微热管的研制与应用情况。     

槽道微热管的研究进展及其发展趋势

微热管作为一种新型的热管技术,被广泛应用于航空航天、军用武器等领域,是解决高热流密度电子元器件散热的主要途径之一。槽道微热管凭借其结构简单、导热性能优越、等温性能优良等优点,近年来受到国内外学者的广泛关注,已成为热管技术中重要的发展方向和研究热点。介绍了槽道微热管在新型吸液芯结构、传热性能、吸液芯制备工艺等方面的研究进展。综合近年来对槽道微热管的研究进展,分析了槽道微热管研究中存在的待解决问题,并阐述了未来槽道微热管的发展趋势。     

微沟槽热管充液旋压成形实验研究

对微沟槽热管充液旋压成形工艺进行了研究,通过试验对影响充液旋压成形加工的三种关键性因素进行了研究与分析.结果表明,在影响充液旋压加工沟槽式热管的三种因素中,旋压当量直径和刀具与滚珠间相对位置主要影响热管内微沟槽形状和尺寸大小,如槽深、槽宽和深宽比;刀具与滚珠间相对位置和拉伸速度影响充液旋压加工过程中铜管是否被拉断;拉伸速度对热管表面粗糙度影响很大.     

平板式微小型毛细泵环实验研究

针对电子器件对散热系统小型化的要求,提出一种平板式微小型毛细泵环(CPL)蒸发器结构,该蒸发器由沸腾腔和吸液腔两个腔室组成,沸腾腔内利用纵横犁削挤压成型出微结构作为沸腾强化点,吸液腔内布满多孔材料作为毛细芯.通过实验发现:该CPL对变功率工况有很好的适应性;采用适当小功率启动可以避免加热器件温度骤升;小功率下以酒精作为工质的CPL具有较小热阻,而水更适用大功率器件的散热;采用低导热系数材料烧结而成的毛细芯将具有稳定CPL系统的作用.     

微沟槽热管旋压成形及其传热性能研究

对管内微沟槽高速充液旋压成形工艺和传热性能进行了实验研究,研究了加工工艺参数包括拉管速度和旋压钢球数量对微沟槽成形的影响,并测试微沟槽热管的启动性能和极限功率等。同时分析了沟槽横截表面形貌。实验研究表明,随着拉管速度越大,微沟槽槽高逐渐减小;旋压球数量越多,沟槽质量更好;微沟槽热管的启动性能和均温性能良好。     

多孔槽复合吸液芯制备及毛细性能研究

本文通过采用电化学沉积方法,在铜沟槽管内表面制备得到多孔槽复合吸液芯。利用SEM对复合吸液芯进行微观形貌分析,并搭建吸液芯毛细性能测试平台,探究了电解液溶度对复合吸液芯毛细性能的影响。结果表明,电化学沉积制备的复合吸液芯毛细性能均优于沟槽吸液芯,其中电解液溶度为0.03mol/L时,复合吸液芯的毛细性能最好,毛细上升高度为46.5 mm,与沟槽吸液芯相比,毛细上升高度提升了52.3%。     

热虹吸热管爆破试验分析

<正> 前言热管是一种结构简单、无运转部件、工作可靠、使用寿命长、传热效率极高的新型传热元件。按结构不同,可分为吸液芯热管和热虹吸热管。两者工作原理基本相同,所不同的是工质冷凝液回归方法:前者依靠吸液芯的毛细怍用,而后者依靠液体的重力。     

热虹吸热管爆破试验分析

前言热管是一种结构简单、无运转部件、工作可靠、使用寿命长、传热效率极高的新型传热元件。按结构不同,可分为吸液芯热管和热虹吸热管。两者工作原理基本相同,所不同的是工质冷凝液回归方法:前者依靠吸液芯的毛细作用,而后者依靠液体的重力。热虹吸热管制作较为简便,成本较低,传输热量大,应用较多。热管用作换热器、     

加速度环境下平板热管的散热性能稳定性研究

平板热管作为一种相变传热的新结构形式,因其具有良好的传热性能,逐渐在电子设备散热结构中普及。文中主要从平板热管的结构形式出发,设计一套加速度测试试验台,针对加速度环境下平板热管的散热性能稳定性进行研究,从而进一步探寻平板热管在某些恶劣环境下使用的可行性。     

金属摆片的慢走丝线切割加工研究

针对挠弹性材料加工而成的石英振梁加速度计的基本敏感元件金属摆片,其沟槽结构的去应力结构尺寸与几何公差精度要求高、制造难度大,开展了2种电极丝慢走丝电火花线切割金属摆片沟槽结构的试验研究,并对加工试件进行了检验和对比总结,认为采用0.1mm镀锌硬黄铜丝、以及合理的工艺参数加工金属摆片,试件沟槽结构轮廓规整清晰,加工尺寸及几何公差达到了设计指标要求。试验采用了慢走丝线切割加工金属摆片,以减小加工应力,控制加工变形。     

微小型毛细泵环热控制系统及其制造技术

针对当前微电子芯片高热流密度问题,设计一种微小型毛细泵吸环路(Capillary pumped loops,CPL)热控制系统。介绍制造该微小型CPL的方法：采用犁切—挤压成形微沟槽翅结构和刨削成形整体式翅片散热片,毛细吸液芯则采用商用多孔泡沫金属或丝网材料。该微小型CPL系统由蒸发器、冷凝器、蒸汽联管、液体联管以及液体工质组成。蒸发器中含有多尺度多维交错互通微沟槽翅强化沸腾结构,冷凝器为微沟槽翅结构与翅片散热片组成的复合结构,可有效提高系统蒸发冷凝效率。整个系统利用工质蒸发冷凝相变传热,通过毛细泵吸作用和蒸发气体压力保证循环,依靠饱和毛细芯对气体的阻碍作用保证工质的单向流动,无需机械泵和阀控制。     

电子器件的散热技术及其计算方法

介绍了电子器件散热中常用的部件,包括热管、散热器、微型风扇等,以及为满足不断提高的热流密度而出现的新型散热部件,如振荡热管、微槽道散热器等。同时,结合电子器件散热特点,总结了散热计算的一些方法。这些计算方法是进行产品热设计和热分析的重要工具。     

加工沟槽式微热管的微型多齿刀具研究

分别采用GCr15和W18Cr4V微型多齿刀具,利用充液高速钢球旋压技术加工微型圆热管内壁的轴向微沟槽,进行了刀具性能实验,介绍了多齿刀具的齿型对微沟槽形状的影响及刀具位置对沟槽壁面结构和沟槽走向的影响,分析了刀具的磨损和破损特征。实验结果表明:GCr15刀具在加工热管内壁微沟槽时,刀具的失效形式主要是断齿与压溃,且刀具寿命短;W18Cr4V高速钢刀具在加工圆热管内壁微沟槽时,刀具的失效形式主要表现为磨损,但磨损量很小,刀具寿命长。     

锥形毛细芯平板热管传热特性研究

随着机械电子设备的不断发展,热管理问题面临越来越严重的挑战,为解决此问题,根据仿生学原理,以天鹅绒竹芋表面微观凸起结构为设计依据,以纳米尺度铜粉为材料烧结制备锥形毛细芯,构造新型平板热管,并以去离子水为工质对其热性能进行研究。研究加热功率、平板热管放置角度及毛细芯氧化与未氧化等因素对平板热管传热特性的影响。结果表明,由于锥形毛细芯多尺度孔隙结构的存在,不仅实现蒸汽从大尺度孔隙逸出,液体从小孔隙吸入,而且缩短了液体流动路径,减小了流动阻力,同时扩大了换热面积,因此大大提高了平板热管的传热性能。锥形毛细芯平板热管具有较好的传热性能及抗重力特性。毛细芯经氧化处理后可显著减小平板热管的换热热阻,提高平板热管的传热性能,在热流密度为107.1 W/cm2时,其总热阻最小值为0.079 K/W。     

微结构模芯的精密磨削及其在微注塑成形中应用

针对微结构聚合物元器件的批量化生产与制造效率低等问题,采用精密修整成V形尖端的金刚石砂轮,在自润滑性和脱模性良好的钛硅碳陶瓷模芯表面加工制造出形状精度可控的V沟槽阵列结构,然后利用微注塑成形工艺将模芯表面的V沟槽阵列结构一次成形复制到聚合物表面,高效注塑成形制造出倒V形阵列结构的聚合物工件。分析了微模芯的表面加工质量与形状精度,研究了熔体温度、注射速度、保压压力、保压时间等微注塑成形工艺参数对微结构聚合物注塑成形角度偏差和填充率的影响。实验结果表明：通过微细磨削加工技术和微注塑成形工艺可以高效率、高精度地制造出规则整齐的微结构注塑工件,注射速度对微成形角度偏差的影响最大,保压压力对微成形填充率的影响最大,微结构模芯的微细磨削形状精度值为4.05 μm,微成形的最小角度偏差和最大填充率分别为1.47°和99.30%。