一种采用石墨冶具烧结式铝质均温板的性能特性研究

一种采用石墨冶具烧结式铝质均温板的性能特性研究

载荷散热技术正面临着高热流密度散热与高均温性散热的需求,均温板是实现这种需求的有效传热元件。均温板具有较高的导热系数、良好均温性能与热扩散性能和紧凑的结构,在载荷散热领域具有广阔的应用前景。均温板的性能取决于设计水平、加工工艺水平,因而均温板散热技术的发展离不开对其工作机理的理解与探索,对其加工工艺的掌握和改进,以及对其设计方法的发现和优化。本文分析了均温板的传热机理和传热极限,采用热阻网络法估算均温板各传热环节的热阻分布,并在此基础上设计了一种烧结式铝质均温板,对其进行了压力校核、传热极限校核和热阻试算。提出了一套铝基均温板的加工工艺流程,搭建了均温板充装平台,并制作完成了均温板样机。设计和搭建了均温板性能测试系统,并对均温板进行了系统的实验研究。实验结果表明该均温板在加热功率改变的情况下可以迅速达到稳定,具有优良的启动性能；均温板的冷凝面与蒸发面最大温差均能维持在较低水平,并且相对同尺寸铝合金板,其均温性能优势随着加热功率和热流的加大而更加明显；均温板具备较低的热阻,但厚度影响其传热性能。实验发现工作角度对均温板样机传热和均温性能均有影响,该热管具备一定反重力工作能力但不足以完全克服重力正常工作,各工作角度下均温板传热性能从好到差依次为0°、180°和90°。工作温度对均温板的性能也有所要求