新型多孔铜微通道热沉散热性能实验研究

发布时间：2021-10-05 05:27

　　新型多孔铜微通道散热技术采用多孔铜微通道结构,增加热沉与冷却工质的接触面积,提高热沉的散热性能。利用单室金属-气体共晶定向凝固工艺,通过控制冷却速度、过热度、气压等工艺参数,从而制备优质的多孔铜材料。根据多孔铜微通道热沉散热原理,搭建散热性能测试平台,研究冷却工质流量、多孔铜材料的孔径和孔隙率、入口截面斜率角对多孔铜微通道热沉散热性能的影响规律。结果表明:增加冷却工质流量有利于提高多孔铜微通道热沉的散热性能;在恒定体积流量下,减小孔径有利于提高多孔铜微通道热沉的散热性能;当多孔铜孔隙率为30.8%时,多孔铜微通道热沉散热性能最佳;入口截面斜率角对多孔铜微通道热沉散热性能的影响较小。 

【文章来源】：热科学与技术. 2020,19(04)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

多孔铜材料

搭建多孔铜微通道热沉的散热性能实验平台,如图5所示。冷却工质从顶盖入口进入散热器热沉,与多孔铜进行热交换后,从顶盖出口流出,并将热量运送到液体冷却装置进行散热处理和存储。实验中进出口水温采用直径为0.2 mm的T型(铜-康铜)热电偶进行测量,精度为0.05 ℃,使用温度为-200.00～260.00 ℃;进出口压力均采用压力变送器MIK-P300进行测量,其量程为1 MPa,精度为0.01 kPa;体积流量采用基恩士FD-Q20CH进行测量,流量计量程为60 L/min,精度为0.1 L/min;导热铜板凹槽底部厚度0.5 mm;已有研究表明,多孔铜微通道热沉的最高温度在冷却工质出口处多孔微通道热沉底面与热源接触中间位置[12],因此采用电火花成型加工技术在导热铜板底面未与热源接触区域加工出一个宽0.5 mm、深0.3 mm的微细槽,将T型(铜-康铜)热电偶埋入测温槽内,测温头与多孔铜微通道热沉的最高温度点接触,再用铅丝压实、固定,将测温槽填平,然后利用砂纸打磨平整。图5 多孔铜微通道热沉散热性能实验平台

图4 散热器热沉组件实验过程中进出口冷却工质的温度和压力,热沉表面最高温度通过数据采集器(采集器的型号为Agilent 34970A)记录,并输出到计算机中显示、保存。实验平台主要技术参数:流量0～7 L/min,热源功率0～200 W,冷却工质入口温度为25.00 ℃。整个实验在常温(25.00 ℃)环境中进行。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]纳米流体在螺旋通道中数值模拟的研究进展[J]. 林清宇,刘鹏辉,冯振飞,朱礼,石卫军.  热科学与技术. 2017(02)
[3]单室Gasar工艺中抽拉速率对藕状多孔Cu气孔形貌的影响[J]. 卓伟佳,刘源,李言祥.  金属学报. 2014(08)
[4]藕状规则多孔结构形成的压力条件和气孔尺寸的演变规律[J]. 刘源,李言祥,张华伟,万疆.  金属学报. 2005(08)
[5]金属/气体共晶定向凝固规则多孔金属的研究进展[J]. 李言祥,刘源.  材料导报. 2003(04)

硕士论文
[1]纳米铜及多孔铜的制备及其性能研究[D]. 陈军.南昌航空大学 2015



本文编号：3419090