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新型微小平板热管的制备与传热特性研究

单英杰  
【摘要】:电子技术的不断进步使电子器件向着高频、高速、高集成度的方向发展,热流密度随之迅速增大,而小型平板热管因其具有较高的导热率、良好的均温性、结构紧凑性等优点,被认为是解决电子散热问题的的先进技术之一,具有广阔的发展前景。因此本文尝试制作了一种新型微小平板热管,具有价格低、重量轻、柔性以及绝缘性等特点,以期能够拓宽热管的应用领域,为解决散热问题提供一种新的手段。主要工作包括以下几个方面: 首先,基于热管的基本理论,对新型微小平板热管进行设计,分析了管内的毛细压力平衡关系以及各种传热极限,通过计算得出了各传热极限数值,在此基础上对管壳材料及结构、内部工质以及毛细芯的结构型式进行了选择和设计。 其次,在设计过程结束后,开始制备微小平板热管,主要包括管壳结构以及内部毛细芯结构的加工制作,采用了光刻技术、电镀、反应离子刻蚀、湿法化学刻蚀以及烧结工艺等,然后将各部件清洗后组装密封。 最后,对微小平板热管的传热特性进行研究,测试了不同工作条件下平板热管外壁面的温度,并通过计算各个工作条件下平板热管的总热阻,以分析热源加热功率的大小、平板热管的工作倾角以及充液率等因素对平板热管传热性能的影响,得到了在三种充液率条件下该热管的最佳充液率为1.1,最大传热能力为7.2W~10.3W,然后计算了不同工作条件下热管的有效热导率,得出以水为工质时热管的最大有效热导率为736W/m·K。


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