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压扁型超薄热管制造工艺及其传热性能分析
【摘要】：随着智能手机和平板电脑等微电子设备不断向超薄型和高性能方向发展,电子芯片因性能增强而带来的高热流密度问题已经严重地影响了电子设备的工作性能和稳定性。采用高效率散热元件以降低其热流密度,已成为高性能电子设备发展和应用的关键。本文提出了厚度为0.6mm的压扁型超薄热管的制造工艺,并通过实验方法确定了超薄热管加工的具体工艺参数;研究了三种不同的复合吸液芯结构成形方法,具体包括泡沫铜丝网复合吸液芯、两层丝网复合吸液芯和三层丝网复合吸液芯。针对影响压扁超薄热管传热性能的挤压缩径、相变压扁两个关键工艺进行了详细研究,建立了挤压缩径工艺和相变压扁工艺中的热管变形与受力分析数学模型;同时也利用MARC软件建立了超薄热管缩径与压扁变形分析有限元模型,探讨了超薄热管成形质量、应力应变分布及模具受力状态。在热管的基本理论基础上,分析了压扁型超薄热管内部的汽液流动特性与相关传热极限,得到影响压扁型超薄热管传热性能的最大的两个因素为毛细极限和沸腾极限,并通过复合吸液芯结构特征参数及工质的物性参数计算出超薄热管的毛细极限与沸腾极限理论数值,结果表明超薄热管主要受毛细极限的限制。搭建了超薄热管传热性能测试装置,对不同充液率下的三种复合型吸液芯超薄热管的启动性能和稳态性能进行了实验测试。启动性能实验结果表明,三种复合吸液芯超薄热管的最短启动时间均为10s左右;不同充液率下三种复合吸液芯超薄热管均能在30s内正常启动。稳态性能测试结果表明,泡沫铜丝网复合型超薄热管的最佳充液率为110%,两层丝网复合型超薄热管的最佳充液率为90%,三层丝网复合型超薄热管的最佳充液率为100%,对应的极限传热功率分别为9W、8W和8.5W。
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TG306
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