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热柱复合毛细芯的成形工艺及其优化

华南理工大学学报（自然科学版） 2011年第6期39卷 29-35页

作者：陶素连汤勇华南理工大学机械与汽车工程学院∥表面功能结构先进制造广东普通高校重点实验室广东广州510640 广东水利电力职业技术学院机械系广东广州510635

针对当前微电子芯片的高热流密度问题,设计了一种具有复合毛细芯结构的热柱.其成形工艺为利用犁切-挤压的方法加工热柱蒸发端和冷凝端表面的交错微沟槽,然后在微沟槽表面烧结一层铜纤维.文中通过综合分析热柱毛细芯的成形过程,研究犁切... 详细信息

针对当前微电子芯片的高热流密度问题,设计了一种具有复合毛细芯结构的热柱.其成形工艺为利用犁切-挤压的方法加工热柱蒸发端和冷凝端表面的交错微沟槽,然后在微沟槽表面烧结一层铜纤维.文中通过综合分析热柱毛细芯的成形过程,研究犁切-挤压参数对热柱蒸发端微沟槽成形的影响,以及烧结参数对烧结层的影响.结果表明:在热柱毛细芯微沟槽的成形过程中,犁切-挤压深度和沟槽间距共同决定了微沟槽的形貌;犁切-挤压深度越大,微沟槽表面形貌越好;沟槽间距只有在一定范围内时才能形成较好的表面形貌;当径向自动进给量为0.45mm/r、径向微沟槽夹角为3°、螺旋状与径向犁切-挤压深度均为0.3mm时,可获得最优的蒸发沸腾微沟槽结构;当螺旋状犁切-挤压深度为0.3mm、自动进给量为0.50mm/r、轴向微沟槽间距为(1/180)rad时,可获得最优的冷凝强化微沟槽结构;当烧结温度为950℃、烧结时间为60m in、升温速率为5℃/s时,烧结层的烧结性能最优,和管壁结合的能力最强.

关键词：热柱成形工艺微沟槽毛细芯烧结铜纤维

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环路热管烧结毛细芯的抽吸特性

高校化学工程学报 2016年第3期30卷 560-565页

作者：王野纪献兵郑晓欢杨卧龙徐进良华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

为提高环路热管毛细芯的抽吸特性,以球形铜粉为原料,Na_2CO_3为造孔剂烧结制备了不同规格的毛细芯,通过红外成像记录工质爬升过程的方法,研究了造孔剂添加比例和铜粉颗粒直径对毛细芯抽吸特性的影响。结果表明铜粉颗粒直径d对毛细芯的... 详细信息

为提高环路热管毛细芯的抽吸特性,以球形铜粉为原料,Na_2CO_3为造孔剂烧结制备了不同规格的毛细芯,通过红外成像记录工质爬升过程的方法,研究了造孔剂添加比例和铜粉颗粒直径对毛细芯抽吸特性的影响。结果表明铜粉颗粒直径d对毛细芯的抽吸特性具有显著影响,当不添加造孔剂时,工质在毛细芯中的爬升高度和速度随着d的增大而增大。当添加一定比例(b)的造孔剂后,毛细芯的抽吸特性发生明显改变。在爬升过程初始阶段,工质的爬升高度与速度随着b的增加而增加;随着爬升过程的进行,工质在b适中的毛细芯中的爬升高度逐渐成为最大值。同时,发现随着d的增加,最大爬升高度所对应的造孔剂添加比例不断下降,存在颗粒直径与造孔剂添加比例的最佳匹配关系,并相应地推导出了爬升高度、颗粒直径、造孔剂添加比例之间的实验关联式。

关键词：毛细芯抽吸特性烧结造孔剂红外成像

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高毛细效率纯铜毛细芯制备工艺研究

稀有金属 2023年第4期47卷 538-546页

作者：禹心祎王林山汪礼敏有研粉末新材料股份有限公司金属粉体材料产业技术研究院北京101400 有研粉末新材料股份有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 北京有研粉末新材料研究院有限公司北京101407 北京金属粉末工程技术研究中心北京101400

为了有效提升纯铜毛细芯的毛细效率和传热极限,利用粉末冶金方法制备高毛细效率毛细芯。以氧化亚铜粉末为铜源在不同温度还原制成铜粉,研究了还原温度对铜粉性能的影响。铜粉经模压、烧结制备出了毛细芯,研究了不同还原铜粉、生坯孔隙... 详细信息

为了有效提升纯铜毛细芯的毛细效率和传热极限,利用粉末冶金方法制备高毛细效率毛细芯。以氧化亚铜粉末为铜源在不同温度还原制成铜粉,研究了还原温度对铜粉性能的影响。铜粉经模压、烧结制备出了毛细芯,研究了不同还原铜粉、生坯孔隙率、烧结温度等因素对毛细芯孔隙率、最大孔径和渗透率等多孔性能的影响,并观察了还原铜粉和毛细芯的表面显微形貌。结果表明,600~850℃还原温度区间内,随着还原温度提高,铜粉粒度增大,粒度分布宽化,松装密度随之增加;在相同烧结条件下,毛细芯烧结后的最大孔径相比生坯有所增大,毛细芯的最大孔径及孔隙率随着还原铜粉粒度增大和生坯孔隙率(40%~55%区间内)增加而增加,在孔隙率和最大孔径同步增大的耦合作用下渗透率相应增大;600~800℃区间内,提高烧结温度导致烧结毛细芯的最大孔径增大、渗透率增加而孔隙率减小;采用600℃还原所制备的毛细效率纯铜毛细芯。

关键词：毛细芯粉末冶金还原温度最大孔径孔隙率渗透率

环路热管蒸发器毛细芯传热流动特性的一维分析

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中国空间科学技术 2005年第2期25卷 16-21,51页

作者：向艳超姚伟李劲东中国空间技术研究院北京100086

文章通过对液体在环路热管蒸发器毛细芯中的两种蒸发状态———表面蒸发状态、汽膜蒸发状态的分析,对液体在环路热管蒸发器毛细芯中的传热流动特性进行了一维数值计算,理论计算表明:在毛细芯正常工作状态下,液体在毛细芯中的蒸发属于表... 详细信息

文章通过对液体在环路热管蒸发器毛细芯中的两种蒸发状态———表面蒸发状态、汽膜蒸发状态的分析,对液体在环路热管蒸发器毛细芯中的传热流动特性进行了一维数值计算,理论计算表明:在毛细芯正常工作状态下,液体在毛细芯中的蒸发属于表面蒸发,只有在进口液体存在过冷度时,汽膜蒸发才有可能存在。另外,文章还对毛细芯的壁厚、毛细芯的导热系数、进口液体的过冷度等因素对毛细芯传热流动特性的影响进行了讨论。

关键词：流动特性环路热管毛细芯蒸发器传热一维数值计算工作状态导热系数过冷度液体计算表表面文章进口

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变孔隙毛细芯平板热管性能

化工进展 2022年第12期41卷 6235-6244页

作者：陆宁香李金旺杨茂飞南京航空航天大学航天学院江苏南京211106 南京国睿防务系统有限公司江苏南京210039

毛细芯是热管的核心部件,单一均匀孔隙毛细芯往往难以同时兼顾高性能热管对于毛细抽吸力和渗透率两方面的需求,变孔隙毛细芯则可以根据需要分别设置变化的内部孔隙分布,同时满足所需要的毛细抽吸力和渗透率。本文以纤维毡为主要材料制... 详细信息

毛细芯是热管的核心部件,单一均匀孔隙毛细芯往往难以同时兼顾高性能热管对于毛细抽吸力和渗透率两方面的需求,变孔隙毛细芯则可以根据需要分别设置变化的内部孔隙分布,同时满足所需要的毛细抽吸力和渗透率。本文以纤维毡为主要材料制备不同孔隙分布的变孔隙毛细芯,搭建变孔隙毛细芯平板热管实验台,通过实验研究毛细芯的孔隙分布等参数对平板热管的启动性能和传热性能的影响,研究结果表明:含有变孔隙复合毛细芯的平板热管比含均匀孔隙毛细芯的平板热管性能更好,启动所需的时间更短,热管的传热性能也更好。其他条件相同,倾斜角度为45°时,回流方向孔径递减毛细芯平板热管能承受的加热功率比均匀毛细芯平板热管高约2W,比重力热管高3~4W。

关键词：毛细芯变孔隙抽吸性能平板热管传热蒸发传质

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孔径递变复合毛细芯的蒸发特性研究

工程热物理学报 2019年第7期40卷 1627-1631页

作者：柳洋陈岩杨博文张鹏张劲草辛公明山东大学能源与动力工程学院

本文对沿工质流动方向孔径递增和孔径递减的两种复合毛细芯进行了蒸发实验研究。结果发现:粒径较大的粉末烧结制备的毛细芯的平均孔径较大;相比于孔径递增的毛细芯,孔径递减的毛细芯表现出更好的换热特性和更低的表面温度。

关键词：环路热管毛细芯孔径蒸发特性

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锥形毛细芯平板热管传热特性研究

机械工程学报 2015年第24期51卷 132-138页

作者：李红传纪献兵郑晓欢杨卧龙徐进良华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 华北电力大学多相流与传热北京市重点实验室北京102206

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... 详细信息

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/cm^2时,其总热阻最小值为0.079 K/W。

关键词：锥形毛细芯平板热管传热氧化热阻

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环路热管毛细芯有效导热系数的实验研究

工程热物理学报 2010年第9期31卷 1543-1546页

作者：崔可航辛公明程林邹勇山东大学热科学与工程研究中心山东济南250061

通过建立相关测试平台,对一系列环路热管用烧结毛细芯的有效导热系数进行了实验研究,分析了组元配比,孔隙率和浸润工质等参数对有效导热系数的影响。研究发现烧结镍铜毛细芯有效导热系数显著低于单一组元毛细芯,并随着孔隙率的增加而降... 详细信息

通过建立相关测试平台,对一系列环路热管用烧结毛细芯的有效导热系数进行了实验研究,分析了组元配比,孔隙率和浸润工质等参数对有效导热系数的影响。研究发现烧结镍铜毛细芯有效导热系数显著低于单一组元毛细芯,并随着孔隙率的增加而降低,饱和了水的毛细芯导热系数相比干态毛细芯的导热系数有所增加。实验结果与文献中的有效导热系数模型比较,Alexander模型与实验数据拟合最为良好。

关键词：环路热管毛细芯有效导热系数

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超亲水毛细芯环路热管启动及热性能分析

化工进展 2020年第4期39卷 1227-1234页

作者：郭浩纪献兵周儒鸿彭家略徐进良华北电力大学多相流与传热北京市重点实验室北京102206

为解决电子设备高热通量下的散热问题,采用H2O2氧化法对烧结毛细芯进行了超亲水改性,研究了毛细芯表面润湿性对吸液性能的影响。并将改性后的超亲水毛细芯应用到环路热管内,研究了倾斜角度及加热功率对超亲水毛细芯环路热管的换热特性... 详细信息

为解决电子设备高热通量下的散热问题,采用H2O2氧化法对烧结毛细芯进行了超亲水改性,研究了毛细芯表面润湿性对吸液性能的影响。并将改性后的超亲水毛细芯应用到环路热管内,研究了倾斜角度及加热功率对超亲水毛细芯环路热管的换热特性的影响。实验结果表明:超亲水毛细芯的吸液速度增加,吸液时间较亲水毛细芯减小了3.52ms;与普通亲水毛细芯环路热管相比,在加热功率Q=200W时,超亲水毛细芯环路热管蒸发器中心温度降低了约6.0℃,在Q=20W时启动时间与温度分别降低了33s与2.5℃。同时发现超亲水毛细芯环路热管在正重力状态时的运行温度更低,热阻较小,最低热阻仅为0.084℃/W。

关键词：环路热管毛细芯纳米结构超亲水启动相变传热