镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器散热性能实验研究.pdf

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1、第26卷第9期传感技术学报VoI_26No．9CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSep．20132013年9月ExperimentalInvestigationofGasFlowinCopperChannelsCoatedwithCarbonNanotubesofMicroCoolersJIANGDengfeng，Q1Gaoan，WANGXiaojing，HUANGMin(SchoolofMechatronicEngineeringandAutomation，ShanghaiUni

2、versity，Shanghai200072，China)Abstract：Inthispaper，theheattransferperformanceofgasflowincopperchannelscoatedwithcarbonnanotubesofmicrocoolersisstudied．Bymeasuringthetemperatureandpressureatinletandoutletofthemicrocoolerandtheaveragetemperatureatthemicrocoolerbot

3、tom，theheattransferperformanceofthecopperbasedCNTscoatedmicrocoolerisresearched．ThethermalresistanceofcopperandsiliconbasedCNTscoatedmicrocoolersarecompared．ItisshownthatthecopperbasedCNTscoatedmicrocoolerhasbetterthermaldissipationcapacitythanthatoftheSiliconb

4、asedCNTscoatedmicrocooler．Keywords：copperchannel；carbonnanotubescoated；microchannel；coolers；experimentEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．09．004镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器散热性能实验研究术蒋登峰，祁高安，王小静，黄敏(上海大学机电T程与自动化学院，上海200072)摘要：以空气为冷却介质，对镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器进行了气冷散热性能实验研究。通过测量微冷

5、却器出人口温度、底面温度与压降，研究了镀碳纳米管铜岐片微冷却器的散热性能。对镀碳纳米管的铜岐片和硅岐片微冷却器，通过实验比较得到，两种材料微冷却器的热阻在低热流密度时，温度变化梯度较大，随着热流密度的提高，热阻变化趋于稳定，并且镀碳纳米管的铜岐片微冷却器散热性优于硅岐片材料微冷却器。关键词：铜岐片；镀碳纳米管；微通道；冷却器；实验中图分类号：TG156文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)09—1198-04随着微电子集成度的不断提高，芯片的功率和热高原设备的换热性能和临界热流密度，并且不论是量越来越

6、大，高功率密度器件的热管理已成为制约其硅基抑或是铜基的热沉，都与CNT层良好结合。本发展的一项技术瓶颈，如何有效降低微电子设备温度论文采用了热阻较低的硅作为基板，铜作为盖板和变得越来越重要。近年来，很多提高冷却效率的方法岐片，采用碳纳米管作为铜岐片侧壁和顶壁的镀层，被提出，早期比较有代表性的是Tuckman和Pease1-2]冷却介质使用空气，以此来研究该种新型复合材料提出的微通道冷却器，其研究表明，冷却热流密度可高结构对冷却器散热性能的影响，并对分别采用表层达790W／em2。其后又有许多研究人员对微通(槽)道镀C

7、NT铜材料岐片和硅材料岐片的微通道冷却器内流体流动与换热特『生展开了研究。的散热性能进行比较。已有研究表明，在碳纳米管(CNT)径向方向具1实验装置有高达3000W／(m·K)的热导率J0j。HeeSeokAhn等进行了关于利用CNT加强表面沸腾能力1．1实验测试模型的研究，相对于光滑平整的铜表面，覆盖有碳纳米管实验中我们对不同尺寸的镀碳纳米管铜岐片微的铜表面的沸腾得到显著加强。Sebastineujereh通道冷却器进行了实验，其外形尺寸为10mm×等¨研究指出了在热沉表面覆盖一层CNT可以提6mmX1mm，通道数

8、为6。镀碳纳米管铜岐片微冷项目来源：同家高技术研究发展计划项目(2008AA04Z301)；国家自然科学基金项目(50876057)收稿日期：2013—02—19修改日期：2013—08—24第9期蒋登峰，祁高安等：镀碳纳米管铜岐片微通道冷却器散热性能实验研究l199却器底板材料采用硅，盖板材料采用铜，在铜材料微把气泵开关打开，将气压升至一定压