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《华南理工大学》 2011年
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交错互通微通道多孔网格板制造及其强化传热研究

贺占蜀  
【摘要】:随着微电子器件逐渐向大功率、微型化、高集成度方向发展,热流密度过高而散热空间狭小的矛盾日益突出,这迫使微电子器件对强化传热技术提出了更高的要求。为了即寻求高传热性能和小流体压降的强化传热结构,并实现制造工艺尽可能的简单、高效且低廉,本文利用传统铣削工艺制备出兼有微通道与规则孔隙结构的新型强化传热结构——交错互通微通道多孔网格板。并对其进行以下研究: (1)交错互通微通道多孔网格板铣削成形 采用逆铣方式铣削微通道,并分析微通道铣削成形机理,还通过试验研究了微通道深度H_c、宽度W_c、间距W_s等参数,最后对交错互通微通道多孔网格板的拉伸、压缩、弯曲等机械性能进行研究,并建立相应的理论模型。结果表明,该加工工艺可以成功在基板两面加工出垂直正交且交错互通的微通道,得到交错互通微通道多孔网格板。 (2)铣削交错互通微通道多孔网格板时毛刺生成及其控制 研究铣削交错互通微通道多孔网格板时的毛刺生成机理,而后通过实验分析径向切削深度a_e、切削速度v、进给速度v_f和网孔大小对生成毛刺的影响,进而控制并尽量减小其长度。结果表明,当刀齿切出时,被切除金属与母体断裂分离,少量金属将残留在微通道顶端两侧成为撕裂毛刺。当径向切削深度a_e等于或略大于H_a/2时,网孔处形成片状毛刺。当a_e远大于H_a/2时,网孔内形成卷曲毛刺,并且可通过增大切削速度v与进给速度v_f或者减小网孔尺寸来减小卷曲毛刺长度。 (3)铣削微通道切削力模型 建立已成形微通道深度t与切削厚度ac固定不变时的切削力模型。在此基础上,引入铣削时已成形微通道深度t与切削厚度ac的变化规律,得出铣削时单个刀齿在水平和竖直方向所受的力。最后,根据参与切削的刀齿分布情况求解出铣削微通道时的切削力模型。模型表明,刀齿所受切削力由三部分组成:主切削刃与副切削刃参与切削以及切屑横向变形受限制。铣削微通道时切削力由参与切削的刀齿所受的力共同组合而成,并在某一固定值上下做周期性波动。 (4)铣削微通道有限元模拟分析 利用商业有限元软件DEFORM-3D对切削微通道与铣削微通道进行模拟,并分析应力分布、塑性变形、金属流动速度和方向、切削力等,还分别与相同切削用量的切削凸台和铣削凸台进行对比。结果表明,切削力随已成形微通道深度t、切削深度a_c和切削宽度a_w而增大,随前角γ_0的增加而减小,而受切削速度v的影响较小。铣削微通道时的切削力随着a_e的增加而增大。由于切屑横向变形受到微通道两侧壁面的限制,所以微通道的两侧壁面上也存在较大的应力。 (5)交错互通微通道多孔网格板强化传热性能研究 通过理论计算得出交错互通微通道多孔网格板的孔隙率、比表面积等多孔特性,并研究孔隙率与比表面积随微通道间距W_s、微通道深度H_c以及微通道宽度W_c的变化规律。而后利用自行设计的压降测试系统和传热性能测试系统分别对网格板的压降、传热性能进行测试。最后分析体积流量、孔隙率、比表面积等参数对其压降、传热性能的影响,并以此为依据选出综合性能最好的网格板。结果表明,比空流道相比,装入网格板后压降ΔP与单位体积与单位面积传热系数传热性能K_V、K_A均有增大。高孔隙率的网格板压降较大,大体积比表面积和高孔隙率的网格板强化传热效果较好。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK124

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孔祥东,张玉林,宋会英;LIGA工艺的发展及应用[J];微纳电子技术;2004年05期
2 徐国强;王梦;吴宏;陶智;;Y形构形微通道流动换热特性的数值分析[J];北京航空航天大学学报;2009年03期
3 乔吉超;奚正平;汤慧萍;朱纪磊;王建永;敖庆波;;粉末冶金技术制备金属多孔材料研究进展[J];稀有金属材料与工程;2008年11期
4 李勐,姜培学,余磊,任泽霈;流体在烧结多孔槽道中对流换热的实验研究[J];工程热物理学报;2003年06期
5 胥蕊娜,姜培学;微细板翅与烧结多孔结构中对流换热实验研究[J];工程热物理学报;2004年02期
6 邱海平,施明恒;泡沫铝翅片传热和流动特性的实验研究[J];工程热物理学报;2005年06期
7 胥蕊娜;姜培学;李勐;郭楠;;微细多孔介质中流动及换热实验研究[J];工程热物理学报;2006年01期
8 胥蕊娜;姜培学;宫伟;;微细多孔介质中对流换热实验研究[J];工程热物理学报;2006年05期
9 胥蕊娜;姜培学;赵陈儒;黄寓理;;流体在微细多孔介质中的流动阻力研究[J];工程热物理学报;2007年05期
10 王晓鲁;姜培学;单或垚;;泡沫金属与板翅结构强化换热研究[J];工程热物理学报;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 夏再忠;导热和对流换热过程的强化与优化[D];清华大学;2001年
2 向建化;大功率LED微小型相变热沉制造及性能研究[D];华南理工大学;2010年
3 白鹏飞;多孔型微细通道强化传热结构的制造及传热性能研究[D];华南理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李长生;梅瑞斌;刘相华;;刚塑性有限元求解板材轧制过程的奇异点问题[J];鞍钢技术;2010年05期
2 王立涛,许玲萍,张海涛,王仲珏;铣削加工残余应力研究的基本理论和方法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
3 陈刚;张磊;吴保桥;钟斌;吴勇忠;;喷丸处理对S形辐板车轮辐板表面周向残余应力变化影响的试验研究[J];安徽冶金;2009年04期
4 程慧静;张崇民;苗信成;袁皓;孙文刚;;泡沫铝的研究现状与应用展望[J];鞍山科技大学学报;2005年06期
5 宋志;魏淑华;段辉高;薛虹;韩立;;三维微结构制作现状与进展[J];半导体技术;2008年07期
6 卢文娟;张玉林;孔祥东;郝惠娟;;基于软刻蚀技术的微三维结构加工方法研究[J];微纳电子技术;2007年10期
7 张华,叶立国,徐宇工;机车压缩空气空调系统方案及其关键部件设计[J];北方交通大学学报;2004年01期
8 刘西侠;曹玉坤;毕小平;;坦克动力舱空气流动与传热研究综述[J];兵工学报;2007年08期
9 裴旭明,陈五一,任炳义,韩誉;制孔工艺对7075铝合金孔表面完整性的影响[J];北京航空航天大学学报;2002年03期
10 徐国强;王梦;陶智;吴宏;;矩形通道中亚尺度肋片的流动换热数值分析[J];北京航空航天大学学报;2007年11期
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1 钱吉裕;;微通道冷板的阻力特性研究[A];2008年电子机械与微波结构工艺学术会议论文集[C];2008年
2 张永俊;唐勇军;刘小康;李风;;纳秒级微细电解加工脉冲电源研制[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
3 朱永伟;王占和;赵旸;范仲俊;云乃彰;;电解复合超声频振动微细加工装置与试验研究[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
4 李勇;;海上平台用原油换热器的改进与应用[A];渤海湾油气勘探开发工程技术论文集(第十集)[C];2005年
5 袁鸽成;郑勇;曹黎华;;工艺参数对粉末烧结多孔铝合金孔隙特性的影响[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
6 周茂奇;刘培生;刘安东;;多孔载体负载光催化系统[A];2006年材料科学与工程新进展——“2006北京国际材料周”论文集[C];2006年
7 袁美名;常士楠;艾素霄;;飞机机载综合热管理系统稳态仿真研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
8 陆规;邹江;董志忠;黄梅;彭晓峰;;新型新风换气换热器的设计[A];第七届全国工业炉学术年会论文集[C];2006年
9 张永俊;唐勇军;刘小康;李风;;纳秒级微细电解加工脉冲电源研制[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
10 朱永伟;王占和;赵旸;范仲俊;云乃彰;;电解复合超声频振动微细加工装置与试验研究[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
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1 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
2 曾永彬;屏蔽模板随动式微细电铸技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
3 孔祥皓;含缺陷金属蜂窝夹层结构的力学性能分析与失效评估研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 禇旭阳;微细电火花集成加工技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 彭艳;基于条元法的HC冷轧机板形预设定控制理论研究及工业应用[D];燕山大学;2000年
6 高志;材料[液—固]流变界面传热机理与高梯度温变成型界面的建立[D];中南大学;2001年
7 张明;微动疲劳损伤机理及其防护对策的研究[D];南京航空航天大学;2002年
8 谢峰;纳米改性金属陶瓷刀具的研制及其几何参数的数字化设计[D];合肥工业大学;2003年
9 夏再忠;导热和对流换热过程的强化与优化[D];清华大学;2001年
10 孟继安;基于场协同理论的纵向涡强化换热技术及其应用[D];清华大学;2003年
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1 柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
2 王建清;船用间冷循环燃气轮机性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王学虎;微流控芯片注射压缩成型及其可视化的研究[D];大连理工大学;2010年
4 宋庭科;PCBN刀具车削镍基高温合金切削性能研究[D];大连理工大学;2010年
5 于琦;大型专用非标六轴滚床的研制[D];大连理工大学;2010年
6 殷国强;电火花加工微孔的深径比理论模型研究[D];大连理工大学;2010年
7 黎险峰;淬硬模具钢高速切削的试验研究[D];大连理工大学;2010年
8 陈炜;GBJ180七辊棒材矫直机的设计[D];江西理工大学;2010年
9 何宽;微通道内就地制备和原位转化重氮甲烷[D];华东理工大学;2011年
10 于洋;自支撑型高效扭曲管换热器传热与流动阻力性能研究及应用[D];华东理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余国彬,姚汉民,胡松,陈兴俊;深紫外深度光刻蚀在LIGA工艺中的应用[J];微纳电子技术;2002年04期
2 汤慧萍,张正德;金属多孔材料发展现状[J];稀有金属材料与工程;1997年01期
3 何德坪,闻德荪,张勇,舒光冀;铝熔体在多孔介质中的渗流过程[J];材料研究学报;1997年02期
4 陈锋,张爱文,何德坪;多孔金属通孔度的控制[J];材料研究学报;1999年06期
5 马立群,何德坪;新型泡沫铝的制备及其孔结构的控制[J];材料研究学报;1994年01期
6 王武;镉镍电池的技术进展[J];电池;1995年04期
7 张加迅,侯增祺;CPL储液器的温度调控方案[J];导弹与航天运载技术;2002年03期
8 罗均 ,谢少荣 ,龚振邦;面向MEMS的微细加工技术[J];电加工与模具;2001年05期
9 夏劲武;徐家文;赵建社;;电火花加工表面质量的研究及进展[J];电加工与模具;2008年06期
10 程桂萍,陈锋,何德坪,舒光冀,陈宏灯;用负压渗流法制备通孔泡沫金属[J];东南大学学报;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 夏再忠;导热和对流换热过程的强化与优化[D];清华大学;2001年
2 甘云华;硅基微通道内流动与传热的可视化测量及其规律的研究[D];中国科学技术大学;2006年
3 云和明;细通道单相流动和传热特性的研究[D];山东大学;2007年
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1 范小苗;张鸿雁;;壁面粗糙度对微通道流动影响的数值模拟研究[J];西安航空技术高等专科学校学报;2007年05期
2 刘彬武;刘朝;刘娟芳;;微通道中流体流动的分子动力学模拟[J];工程热物理学报;2008年12期
3 陈熙,许波;微通道入口处的摩擦因子与努塞尔数[J];西安交通大学学报;2002年11期
4 吕春红;任泰安;;微尺度流动研究的历史与现状[J];重庆电力高等专科学校学报;2007年01期
5 云和明;陈宝明;程林;;粗糙平板微通道流动和传热的数值模拟[J];工程热物理学报;2009年11期
6 高新学;云和明;;平板微通道流动入口段粗糙度效应的数值模拟[J];中国机械工程;2011年03期
7 王利民;葛蔚;陈飞国;;气体微通道流动的传递特性[J];科学通报;2006年22期
8 郭丽祥;尤学一;;平行平板微通道流场在双电层和边界滑移条件下的解析解[J];纳米技术与精密工程;2010年05期
9 云和明;程林;王立秋;曲燕;;光滑矩形微通道液体单相流动和传热的数值研究[J];工程热物理学报;2007年S2期
10 冯萍;黄国平;梁德旺;;DSMC方法模拟微尺度流动时的特征参数选取[J];南京航空航天大学学报;2006年05期
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1 史东山;李锦辉;刘赵淼;;关于微通道相关问题研究方法现状分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 刘丽昆;逄燕;刘赵淼;;几何参数对微通道液体流动和传热性能影响的研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
3 李锦辉;刘赵淼;;锯齿型微通道内流流动状态的数值模拟[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
4 范国军;逄燕;刘赵淼;;微通道中液体流动和传热特性的影响因素概述[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
5 张震;丁玉梅;阎华;关昌峰;杨卫民;;换热器强化传热技术——转子内插件的实验[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
6 毋震;姬长发;李磊;;插入扰流元件换热器强化传热的实验研究[A];第二届中国西部绿色低碳节能减排及可再生能源技术研讨会论文集[C];2010年
7 杨斯博;丁玉梅;阎华;韩崇刚;关昌峰;杨卫民;;内置螺旋阶梯转子换热管强化传热及阻力特性实验研究[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
8 徐红艳;李忠;沈同俊;谢荣建;;弯曲热管传热性能的试验研究[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年
9 王国清;张利军;杜志国;;扭曲片管强化传热技术应用[A];中国化工学会2008年石油化工学术年会暨北京化工研究院建院50周年学术报告会论文集[C];2008年
10 田茂诚;程林;张冠敏;;弹性管束换热器强化传热试验研究[A];全国暖通空调制冷2002年学术文集[C];2002年
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1 岳振廷;外翅片强化传热铜管生产线在金龙投建[N];中国有色金属报;2003年
2 谢培红;洁能芯:节能减排的又一重大突破[N];科技日报;2007年
3 岳振廷;金龙铜管集团外翅片强化传热铜管项目通过验收[N];中国有色金属报;2004年
4 记者 王亚丽;高效强化传热新技术开发成功[N];中国化工报;2007年
5 特约记者 张勤业 孙志;氯化钙装置防垢技术获重大突破[N];中国化工报;2007年
6 于月光通讯员 张勤业;山东海化氯化钙装置防垢节能技术获突破[N];中国工业报;2007年
7 高中兴 周先锋;扭曲片管在燕化所有炉型上推广使用[N];中国石化报;2006年
8 王志;我国氯化钙装置防垢技术获重大突破[N];中国石化报;2007年
9 石磊;山东海化氯化钙装置传热除垢技术达国际先进水平[N];医药经济报;2007年
10 本报记者 李新民;从能源生产“巨无霸”到节能减排“排头兵”[N];经济参考报;2008年
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1 贺占蜀;交错互通微通道多孔网格板制造及其强化传热研究[D];华南理工大学;2011年
2 金文;微灌滴头微通道内流流场实验研究与数值模拟[D];西安建筑科技大学;2010年
3 陈彬剑;T型微通道内液滴及气泡生成机理的研究[D];山东大学;2011年
4 张田田;微通道内气体流动换热的理论与实验研究[D];北京交通大学;2011年
5 晁侃;微流控系统调控电渗流和热效应数值研究[D];华中科技大学;2011年
6 张忠强;流体在纳米微通道中的流动及传输特性研究[D];大连理工大学;2010年
7 程婷;大功率白光LED照明器件中散热问题的研究[D];华中科技大学;2009年
8 王蕾;固壁有速度滑移的微流控系统电动流动研究[D];华中科技大学;2012年
9 李光霁;超高压微型撞击流技术的理论与应用研究[D];华东理工大学;2010年
10 韩崇刚;大型火力发电水冷机组凝汽器强化传热关键技术研究[D];北京化工大学;2012年
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1 张弛;硅基正弦波纹微通道内流动与强化换热特性研究[D];上海交通大学;2012年
2 刘征;超疏水微通道传递特性的数值模拟[D];大连理工大学;2010年
3 赵楠;垂直入口微通道内气液两相流模拟研究[D];北京交通大学;2010年
4 唐慧敏;异形硅基微通道内流动与强化换热特性研究[D];上海交通大学;2010年
5 逄燕;微通道内液体流动和换热特性的数值模拟研究[D];北京工业大学;2011年
6 陈小康;基于微通道换热器的中央空调的研究[D];华南理工大学;2010年
7 翁夏;微通道内气液两相流对流换热实验研究及数值计算[D];南京理工大学;2012年
8 郭健;微通道内单相液体流动与传热特性研究[D];北京交通大学;2012年
9 徐海明;侧壁沟通式十字交叉微圆通道装置中明胶微液滴的生成及操纵[D];重庆大学;2011年
10 贺赵霞;基于PNP模型微通道电渗流数值模拟研究[D];南昌大学;2011年
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