一種采用石墨冶具燒結式鋁質均溫板的性能特性研究

一種采用石墨冶具燒結式鋁質均溫板的性能特性研究

載荷散熱技術正面臨著高熱流密度散熱與高均溫性散熱的需求,均溫板是實現這種需求的有效傳熱元件。均溫板具有較高的導熱系數、良好均溫性能與熱擴散性能和緊湊的結構,在載荷散熱領域具有廣闊的應用前景。均溫板的性能取決于設計水平、加工工藝水平,因而均溫板散熱技術的發(fā)展離不開對其工作機理的理解與探索,對其加工工藝的掌握和改進,以及對其設計方法的發(fā)現和優(yōu)化。本文分析了均溫板的傳熱機理和傳熱極限,采用熱阻網絡法估算均溫板各傳熱環(huán)節(jié)的熱阻分布,并在此基礎上設計了一種燒結式鋁質均溫板,對其進行了壓力校核、傳熱極限校核和熱阻試算。提出了一套鋁基均溫板的加工工藝流程,搭建了均溫板充裝平臺,并制作完成了均溫板樣機。設計和搭建了均溫板性能測試系統(tǒng),并對均溫板進行了系統(tǒng)的實驗研究。實驗結果表明該均溫板在加熱功率改變的情況下可以迅速達到穩(wěn)定,具有優(yōu)良的啟動性能；均溫板的冷凝面與蒸發(fā)面最大溫差均能維持在較低水平,并且相對同尺寸鋁合金板,其均溫性能優(yōu)勢隨著加熱功率和熱流的加大而更加明顯；均溫板具備較低的熱阻,但厚度影響其傳熱性能。實驗發(fā)現工作角度對均溫板樣機傳熱和均溫性能均有影響,該熱管具備一定反重力工作能力但不足以完全克服重力正常工作,各工作角度下均溫板傳熱性能從好到差依次為0°、180°和90°。工作溫度對均溫板的性能也有所要求