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粉末冶金技术 2005年第5期23卷 330-333页

作者：李强宣益民陈小波南京理工大学动力工程学院南京210094

采用粉浆浇注工艺和氢气还原烧结工艺研制小型CPL用烧结镍毛细芯,通过优选粉浆液固比、添加剂的种类与数量、浆料pH值等参数制备了符合设计要求的烧结毛细芯.测试了毛细芯孔径、孔隙分布特征、孔径分布、孔隙度、渗透率等性能参数,分析... 详细信息

采用粉浆浇注工艺和氢气还原烧结工艺研制小型CPL用烧结镍毛细芯,通过优选粉浆液固比、添加剂的种类与数量、浆料pH值等参数制备了符合设计要求的烧结毛细芯.测试了毛细芯孔径、孔隙分布特征、孔径分布、孔隙度、渗透率等性能参数,分析了烧结气氛、温度、时间对毛细芯性能的影响.试验结果表明,研制的毛细芯孔隙度在68%以上,孔隙尺寸约4 μm,渗透系数在10-12～10-13 m2之间.

关键词：两相毛细泵抽吸回路 CPL 烧结毛细芯孔径孔隙分布特征孔隙度渗透率

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烧结镍毛细芯的孔参数控制及其对抽吸性能的影响

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化工学报 2012年第2期63卷 463-469页

作者：徐计元邹勇程林山东大学热科学与工程研究中心山东济南250061 山东大学材料液态结构及遗传性教育部重点实验室山东济南250061

采用溶盐造孔法成功制备了孔隙率及孔径分布可控的高强度烧结镍毛细芯,分析了不同质量及粒度的溶盐对毛细性能的影响。实验结果表明:随溶盐添加量的增加,烧结镍芯孔隙率趋于线性增长,当添加量为40%(质量)时,烧结镍芯孔隙率高达73%,且有... 详细信息

采用溶盐造孔法成功制备了孔隙率及孔径分布可控的高强度烧结镍毛细芯,分析了不同质量及粒度的溶盐对毛细性能的影响。实验结果表明:随溶盐添加量的增加,烧结镍芯孔隙率趋于线性增长,当添加量为40%(质量)时,烧结镍芯孔隙率高达73%,且有足够的强度。改变溶盐的粒度影响毛细芯孔径的分布,但对整体孔隙率影响不大。所制备试样的毛细抽吸特性研究表明,毛细芯的毛细抽吸性能不仅仅受孔隙率的影响,同样受孔径分布状态的影响,孔隙率相当的情况下,孔径较小且分布集中的毛细芯表现出更优异的毛细抽吸性能。

关键词：溶盐造孔烧结毛细芯毛细抽吸性能孔径分布

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颗粒形貌及表面润湿性对毛细芯及环路热管性能的影响

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机械工程学报 2020年第14期56卷 173-179页

作者：郭浩纪献兵徐进良华北电力大学低品位能源多相流动与传热北京市重点实验室北京102206

利用粒径63.5μm的球形铜粉和66.0μm的枝状铜粉烧结了两种不同结构的环路热管(Loop heat pipe,LHP)毛细芯,并采用H2O2化学氧化方法对毛细芯进行了润湿性改进处理,试验分析了颗粒形貌和润湿性对毛细芯的吸液性能以及LHP换热性能的影响... 详细信息

利用粒径63.5μm的球形铜粉和66.0μm的枝状铜粉烧结了两种不同结构的环路热管(Loop heat pipe,LHP)毛细芯,并采用H2O2化学氧化方法对毛细芯进行了润湿性改进处理,试验分析了颗粒形貌和润湿性对毛细芯的吸液性能以及LHP换热性能的影响规律。结果表明,与球形颗粒毛细芯相比,工质在枝状颗粒毛细芯内具有较快的爬升速率。对于改性前的亲水毛细芯,蒸馏水在枝状颗粒毛细芯内爬升18.0cm所用时间降低了约85.0s,且枝状颗粒毛细芯的总吸液质量较大,为球形颗粒毛细芯吸液量的2.0倍。毛细芯经H2O2氧化后表层生长出纳米级的片状结构,增强了毛细芯的亲水性,吸液性能得以提高。热性能试验结果显示,与球形颗粒毛细芯LHP相比,枝状颗粒毛细芯LHP的运行温度较低。在加热功率为280W时,运行温度降低了7.6℃。

关键词：烧结毛细芯颗粒形貌抽吸性能孔隙率润湿性换热

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微型烧结热管的制备及传热性能的实验研究

微型烧结热管的制备及传热性能的实验研究

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作者：肖园园上海交通大学

学位级别：硕士

随着电子技术迅速发展,电子器件的高频、高速以及集成电路的密集化和小型化,散热问题己成为制约电子技术发展的主要因素之一。因此,电子器件散热技术研究日益重要。而热管作为一种高效的传热手段因其热阻小、均温性能好、安全性能高等... 详细信息

随着电子技术迅速发展,电子器件的高频、高速以及集成电路的密集化和小型化,散热问题己成为制约电子技术发展的主要因素之一。因此,电子器件散热技术研究日益重要。而热管作为一种高效的传热手段因其热阻小、均温性能好、安全性能高等特性在电子散热领域里越来越受到重视。本文从另一角度出发,对热管的核心部件——毛细芯进行设计研究,通过改变毛细芯的结构以改善热管的传热性能。烧结毛细芯是一多孔结构材料,本文首先制备出铜-铝-氧化铝复合多孔材料,而后用SEM、XRD等方式对样品的微观结构和物相进行了分析,最后进行了烧结样品的力学性能测试,并对样品临界冒泡温度进行了测试分析。在此基础上本文进行了烧结毛细芯的研制,首先设计加工了含氧化铝纤维的复合毛细芯烧结热管,然后对所制备热管进行传热性能的实验研究。最后,通对烧结热管传热特性进行了实验研究,分析了烧结毛细芯氧化铝纤维含量、造孔剂添加量及热管加热功率及放置倾角等对热管蒸发段换热系数、冷凝段换热系数及热阻及的影响。结果表明,(1)添加造孔剂和氧化铝纤维后,改变了复合多孔材料的孔隙结构,降低了烧结样品的临界冒泡温度,增加了复合多孔材料的孔隙率,使得液体表面张力降低,气泡更容易溢出。(2)烧结芯氧化铝纤维含量对蒸发段换热系数he、冷凝段换热系数hc和烧结热管总热阻R有很大的影响。含30%氧化铝纤维的烧结芯热管的he比含20%纤维的烧结芯热管he平均增加33%左右;hc平均增加14%;R平均减小23 %左右。(3)当热流密度较低时,NaCl造孔剂添加量对he、hc和R的影响都较小;当热流密度增大时,添加NaCl造孔剂的烧结热管的he和hc相对于未加NaCl烧结热管的he和hc有大幅度增加,R有大幅度下降。添加10%NaCl造孔剂的烧结热管he比未添加造孔剂的烧结热管平均增加125%左右,hc平均提高了82%左右,R平均降低42%左右。(4)倾斜角度对蒸发段换热系数he、冷凝段换热系数hc和总热阻R有较大的影响。当倾角较小时he随着倾斜角度的增加而增加,当倾角超过60度后he随着倾角的增加而减小,he在60度时取得最大值。倾角为60度时蒸发段换热系数比水平放置时平均增加了52%左右。hc随着倾斜角度的增加而增大,当倾角达到90度时冷凝段的换热系数取得最大值。当倾角较小时R随着倾斜角度的增加而减小,当倾角超过60度后R随着倾角的增加稍微增加,在60度时取得最小值。

关键词：电子电力设备散热设计烧结毛细芯热管传热特性

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基于不同毛细芯研制工艺的平板式环路热管实验研究

基于不同毛细芯研制工艺的平板式环路热管实验研究

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作者：邓为忠华中科技大学

学位级别：硕士

环路热管(Loop heat pipe,LHP)是一种高效的两相回路型热管,依靠内部工质的蒸发/冷凝相变传递热量,蒸发器内多孔毛细芯表面的毛细力驱动工质循环,以实现高热流密度的电子器件的散热。本文详细介绍了环路热管制作流程和不同毛细芯的制备... 详细信息

环路热管(Loop heat pipe,LHP)是一种高效的两相回路型热管,依靠内部工质的蒸发/冷凝相变传递热量,蒸发器内多孔毛细芯表面的毛细力驱动工质循环,以实现高热流密度的电子器件的散热。本文详细介绍了环路热管制作流程和不同毛细芯的制备方法,优化了双孔径金属毛细芯烧结方法,探索了获取直接烧结金属粉末毛细芯的途径,制备了金属丝网毛细芯和烧结金属丝网毛细芯,开发了直接浇筑式毛细芯工艺和配套蒸发器结构。基于以上毛细芯搭建了多套环路热管系统,并对系统完成了传热性能实验。以不锈钢丝网为毛细芯,设计了多热源铝合金-丙酮平板环路热管,蒸发器面积为190mm×90mm,蒸汽管路和液体管路的内径为4mm,充灌率75%,气体传输距离为414mm。基于浇筑式毛细芯搭建了铜-甲醇多热源环路热管,蒸发器尺寸为180mm×90mm,蒸汽管路和液体管路的内径为4mm,充灌率70%,气体传输距离为185mm,冷凝器总管长为1220mm,管上套有厚度为0.2mm的薄铜鳍片。对系统进行了不同姿态下的传热性能测试。通过二次烧结制备了镍粉毛细芯,详细介绍二次烧结毛细芯的工艺方法。基于此搭建的铜-甲醇环路热管蒸发器尺寸为35mm(D)×14mm(H),蒸汽管路和液体管路的内径为4mm,传输距离为462mm,充灌率75%。对系统进行了完整的瞬态响应测试,包括定热负荷瞬态响应、变热负荷运行,变冷凝温度测试。本文为今后制备性能优异、密封优良、成本低廉的毛细芯奠定了基础,为今后多热源环路热管的开发和优化提供了实验基础。

关键词：环路热管浇筑式毛细芯烧结毛细芯平板式蒸发器多热源

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粉末烧结式不锈钢热管制造及其传热性能研究

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作者：陈灿华南理工大学

学位级别：硕士

目前,核电安全事故频发,对核电领域非能动散热系统的研究显得至关重要。热管依靠管内工质的相变进行传热,无需额外动力提供就能将大量热量导出,其在温控领域得到了广泛的关注和实际应用。鉴于不锈钢材质可以适用于核电站高温高压、强辐... 详细信息

目前,核电安全事故频发,对核电领域非能动散热系统的研究显得至关重要。热管依靠管内工质的相变进行传热,无需额外动力提供就能将大量热量导出,其在温控领域得到了广泛的关注和实际应用。鉴于不锈钢材质可以适用于核电站高温高压、强辐射、强腐蚀性的严苛环境,而且当前的不锈钢热管以重力式热管和沟槽或丝网毛细芯结构的热管为主,却鲜有对粉末烧结式不锈钢热管的研究和报道。本文提出一种粉末烧结式不锈钢热管,为核电领域非能动散热研究提出一种可行方案。(1)不锈钢粉末烧结成型工艺研究分析探讨烧结温度、烧结时间和烧结气氛等参数对烧结毛细芯的影响,确定不锈钢粉末合适的固相烧结工艺。采用扫描电子显微镜对烧结样品进行形貌和成分分析,并且分析了不锈钢粉末固相烧结成形机理。(2)不锈钢粉末烧结毛细芯性能表征研究不锈钢粉末烧结毛细芯的性能,重点测试其润湿性能、渗透性能和毛细压力,并通过毛细性能因子S来评价烧结毛细芯的综合毛细性能。分析比较不同形貌(球粉/枝粉)、不同粒径和不同工质对其毛细性能的影响,结果得出9020um不锈钢枝粉烧结的毛细芯与去离子水表现出最优的毛细性能。(3)烧结式不锈钢热管的制造工艺与性能测试探究粉末烧结式不锈钢热管的制造工艺,设计并搭建热管实验测试平台。通过对比重力式不锈钢热管,分析粉末烧结式不锈钢热管的强化传热性能和传热机理。发现不论垂直还是水平放置,烧结热管的传热性能都要优于重力热管,启动更加平稳,极限传热功率更高,壁面温度也更稳定。(4)烧结式不锈钢热管的实验参数优化开展烧结式不锈钢热管传热性能的实验参数研究,重点分析加热功率、工质充液率、蒸发段长度、冷却水流量、抗重力倾角等对烧结热管启动特性,极限传热功率,热阻特性和壁面温度分布特性的影响。烧结热管在100%充液率、高冷却水流量和长蒸发段时可以获得较优的传热性能,但是过长的烧结热管却不利于发挥其抗重力性能。

关键词：不锈钢热管烧结毛细芯毛细性能传热性能

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