课题基金 / 基金详情

基于气液共面的超薄均热板吸液芯结构制造及传热性能

批准号:
52105444
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张仕伟
依托单位:
学科分类:
加工制造
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张仕伟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
针对5G时代轻薄电子器件散热空间极其受限的难题,开展高效热控器件气液共面超薄均热板(厚度≤0.2mm)的研究。为突破现有超薄均热板难以进一步超薄化的限制,项目提出新型气液共面结构,建立气液共面下工质流动与压降模型,揭示蒸汽与液体在运动过程中的相互影响机制;针对不同加工方法,实现丝网吸液芯微纳功能结构制造及表面形貌精确调控,提升吸液芯毛细性能并避免气液通道堵塞,揭示表面功能结构形貌参数对吸液芯相变传热的影响机制;开展超薄均热板传热性能实验与理论研究,建立吸液芯结构与均热板传热性能的关联模型,揭示气液共面结构极端尺寸下的相变传热机理。基于迫切的产业化需求,项目的实施将突破极端超薄均热板制造技术,建立其设计、制造及传热理论体系,具有重要的学术研究意义与实际应用价值。
英文摘要
In view of the extremely limited heat dissipation space of light and thin electronic devices in the 5G era, the research on gas-liquid coplanar ultra-thin vapor chambers (thickness ≤0.2mm) of high-efficiency thermal management devices will be carried out. In order to break the limitation of the existing ultra-thin vapor chambers that is difficult to be further ultra-thin, this project proposes a new gas-liquid coplanar structure. The working fluid flow and pressure drop models under the gas-liquid coplanar design will be established to reveal the influence mechanism of vapor-liquid motion. By using different manufacturing techniques, this project will also achieve micro-nano functional structure manufacturing and precise control of the surface morphology on the woven mesh wicks, to improve the capillary performance and avoid blockage of the gas-liquid channel and reveal the influence mechanism of surface morphology on phase change heat transfer of the wick. Following the design and manufacture of the ultrathin vapor chambers, systematically experimental and theoretical research on the heat transfer performance will be conducted, aiming to establish the correlation model of the wick structure and the heat transfer performance of the vapor chambers and reveal the phase change heat transfer mechanism under the extreme dimensions of the gas-liquid coplanar structure. Based on urgent industrialization needs, the project will break through the manufacturing technology of extremely ultra-thin vapor chambers, and build the design, manufacturing and heat transfer theoretical systems, which has important academic research significance and practical application value.
随着5G通信、高性能计算和电动汽车等领域的快速发展,电子设备的功率密度不断增加,对高效散热技术的需求日益迫切。传统的散热解决方案已难以满足高功率设备的散热需求,开发新型高效散热技术成为亟待解决的问题。本项目致力于开发一种新型气液共面结构的超薄均热板,以满足高性能电子设备的散热需求。研究内容包括超薄均热板的设计与制造、吸液芯结构优化、传热性能研究以及应用潜力探索。成功开发出厚度仅为0.27 mm的超薄均热板,通过氧化处理显著提升了吸液芯的毛细性能,接触角接近0°,等效热导率可达10000 W/(m·K)以上。实验结果显示,超薄均热板的极限传热功率为3.5 W,热阻为1.2至1.5 ℃/W。即使在90°的大弯曲角度下,仍能保持较高的热导率(≥7000 W/(m·K)),显示出良好的应用前景。该项技术已经获得华为Pura 70智能手机、荣耀手机散热产品、中兴基站、亿纬锂能动力电池的青睐。相关成果已应用于中国空间技术研究院西安分院的卫星数据处理器,有效解决了北斗三号卫星和军用遥感卫星的热控难题。项目期间,共发表SCI/EI期刊论文20篇,授权发明专利3件、实用新型专利15件,申请发明专利10件。在项目资助期间,申请人获得2021年度广东省珠江人才计划引进青年拔尖人才、2022年度广东省科技进步二等奖1项。此外,培养了4名学术人才,并在国际会议上进行了4次邀请报告,为超薄均热板的进一步研究和应用提供了坚实的理论基础和实践指导。
高倍率快充电芯一体化相变传热均热板 制造及性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    张仕伟
  • 依托单位:
芯片级高热流密度相变液冷微通道制造及性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    张仕伟
  • 依托单位:
超薄柔性聚合物均热板多尺度吸液芯结构制造及传热机理
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张仕伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金