基于多孔吸液芯的超薄铝平板热管的制造及其传热性能研究

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1、工程硕士学位论文基于多孔吸液芯的超薄铝平板热管的制造及其传热性能研究作者姓名陈杰凌工程领域机械工程校内指导教师邓文君教授汤勇教授校外指导教师杨平山高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月3日Fabricationandheattransferperformanceofultra-thinaluminumflatheatpipesbasedonporouswickADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ChenJielingSupervisor:Prof.DengWenjunProf.TangYon

2、gYangPingshanSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要近年来电子设备热管理要求日益提高，相变热管因为高效的传热效率而被广泛使用。在相变热管中，铝平板热管传热面积更大、成本更低，在热源面积较大的场合具有更好的适应性，但传统铝平板热管厚度较厚，且吸液芯结构主要为挤压微沟槽，毛细性能低下。因此本文基于连续挤压技术和相变压扁工艺提出了一种制备基于多孔吸液芯的超薄铝平板热管的新型制造方法——二次成型制造方法，在在制备得到厚度只有1.5mm的超薄铝平板热管的同时，为超薄铝平板热管引入了多孔吸液芯结构，提高了铝平板热管的毛细极

3、限。实验结果表明，多孔吸液芯能有效提高超薄铝平板热管的传热性能和极限传热功率。主要研究工作如下：（1）对适用于超薄铝平板热管的多孔吸液芯结构的成型机理进行了探索，并采用车削法得到的铝纤维制备烧结铝纤维多孔结构，通过编织机编织和表面腐蚀处理方法制备铝纤维束编织网多孔结构。另外采用量角法和高速摄像法研究了多孔吸液芯的润湿性能，并通过红外热成像法测试了多孔吸液芯的毛细上升高度和上升速率，进而综合分析各种多孔吸液芯结构的综合毛细性能。（2）通过压扁试验法对连续挤压预成型体的结构和吸液芯的引入位置进行了研究，并以传统铝平板热管的制造工艺为基础，研究确定了具有多孔吸液芯的超薄铝平板热管的制造工

4、艺，同时设计了相应的传热性能测试平台，对超薄铝平板热管的启动性能和稳态性能进行实验测试。（3）通过对比传统光滑内壁的超薄铝平板热管与具有多孔吸液芯的超薄铝平板热管的传热性能，验证了多孔吸液芯对超薄铝平板热管的传热性能的强化效果。本文研究了多孔吸液芯超薄铝平板热管在水平状态下的传热性能，并对比分析了多孔吸液芯结构、倾斜角度和冷却端流速对超薄铝平板热管传热性能的影响，对结构和工况等因素对超薄铝平板热管传热性能的作用机制进行了深入探讨。关键词：超薄铝平板热管；多孔吸液芯；预成型体；二次成型；传热性能IAbstractInrecentyears,thethermalmanagementre

5、quirementofelectronicequipmenthasbeenincreasinglyimproved,andthephasechangeheatpipehasbeenwidelyusedbecauseofitsexcellentheattransferefficiency.Amonthephasechangeheatpipe,aluminumplateheatpipehastheadvantageoflargerheattransferarea,lowercost,betteradaptabilityinlargeheatsourceareasituation.How

6、ever,thetraditionalaluminumplateheatpipeusuallyhaslargerthicknesswiththewickstructureofextrudingmicrogrooves,whichhaspoorcapillaryperformance.Therefore,basedonthecontinuousextrusiontechniqueandphasechangeflatteningprocess,thispaperdevelopedanewmanufacturingmethodofultra-thinaluminumplateheatpi

7、pewithporouswicks--secondarymoldingmethods.Withthismethod,theultra-thinaluminumplateheatpipesbasedonporouswickswerefabricated,withthethicknessofonly1.5mm.Thereforethecapillarylimitofthealuminumplateheatpipewasimprovedsignificantly.Theex