纳米多孔表面高热流密度下传热特性研究

《纳米多孔表面高热流密度下传热特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文纳米多孔表面高热流密度下传热特性研究论文作者：左少华学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：化工过程机械指导教师：史晓平职称：副教授资助基金项目：河北省自然科学基金，编号：B2012202082DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalProcessEquipmentTHERESEARCHOFHEATTRANSFERCHARACTERISTI

2、CSOFNANOPOROUSSURFACEUNDERHIGHHEATFLUXbyZuoShaohuaSupervisor:Prof.ShiXiaopingMay2015ThisworkwassupportedbytheNaturalScienceFoundationofHebeiProvince.No.B2012202082原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外．，本学位论文不包含任何他人或集体己经发表的作品内容，也不

3、包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本Ｉ人承担。■？学位论文作者签名：日期口：＞片／＾少！关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的（下规定；学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文，学校有权提供本学位论文全文或者部■分内容的阅览服务：学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国

4、家有关部口或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位讫文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：若多华曰期：导师签名：日期：乂摘要随着微电子技术的高速发展，电子元器件的主频和集成度越来越高，导致单位面积上电子元件的功耗和产热量急剧增加。这些热量如果不能及时散失，会导致器件温度逐渐升高，从而影响其运行性能和使用寿命。因此，电子元器件热障问题已成为当前制约高集成度电子元器件技术发展的瓶颈之一。传统的风冷等散热方式已经无法满足高热流密度下微电子元器件散热要求，本课题以强化相变传热为研究

5、内容，通过微加工和阳极氧化技术，制备出了不同结构尺寸的微槽群和纳米多孔传热表面，并对各类表面进行了传热特性研究。研究结果表明：在不同阳极氧化工艺条件下，纳米多孔表面的形貌会有所不同，进而会对其传热性能产生影响。在本文中，以草酸为电解液，控制温度在10oC电压40V时，可以成功制备出孔径约80nm且呈阵列分布的纳米多孔薄膜；而以磷酸为电解液，温度控制在10oC电压85V时，其纳米孔直径增大到200nm左右，且孔与孔之间存在融合交联。纳米孔的存在一方面可以作为汽化核心，另一方面增大了传热面积。纳米多孔表面的传

6、热实验表明，纳米孔表面沸腾时汽泡脱离传热表面直径小、频率高，从而具有较高的传热系数，特别是在高热流密度下，强化传热效果更加明显。与微槽群表面相比，在热流密度相对较低时，传热系数小；随着热流密度增加，传热系数迅速增加。为此本文提出微纳米复合型结构表面以提高临界热流密度。实验结果表明，微纳米复合型结构表面传热效果强于纳米多孔表面以及微槽群表面。在相同实验条件下，传热系数是光滑表面的2倍。关键字：微电子冷却阳极氧化纳米多孔表面强化传热IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmicro

7、electronicstechnology,electronicfrequencyandintegrationhasbecomehigherandhigher,whichdevotetotheincreasingofpowerconsumptionandtheproducedheatperunitareaofelectroniccomponents.Iftheheatcan’tbedissipatedintime,thedevices’temperaturewillincreasedramatically

8、andaffectitsperformanceandservicelife.Thus,thethermalbarrierbroughtfromtheincreasedtemperaturehasblockedthedevelopmentofhigh-integratedelectroniccomponentstechnologyseriously.Nowadays,thetraditionalcoolingmethodscan