铜液冷冷板的表面处理技术研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hasiwang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着电子器件的集成化和小型化程度增大,电子设备呈现出越来越高的热流密度,这极大地影响电子设备的性能和寿命。因此,发展高效的先进散热技术极为必要和迫切。微通道液冷冷板技术具有高效、紧凑、噪声小等特点,可以在相对紧凑的区域中提供较大的散热能力,是目前电子散热领域应用最为广泛的技术之一,其中微通道冷板是微通道液冷散热系统的关键构件。铜由于其优良的导热性能,是最常用的微通道冷板材料之一,其表面性质严重影响散热系统的性能。但目前尚未见有不同表面处理技术对微通道铜液冷冷板表面性质及性能影响的系统研究。针对上述问题,本文系统考察了四种表面处理技术——清洁处理、钝化处理、等离子体处理、化学修饰处理对微通道铜液冷冷板表面性质和性能的影响。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射技术(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)等技术表征了经不同技术处理后铜表面的形貌、结构和组成,利用原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪(CA)考察了经不同技术处理后铜表面的粗糙度和润湿性。通过传热实验、电化学实验及表面分析评估了经不同技术处理后铜液冷冷板的散热能力、耐蚀性及稳定性。基于性质表征和性能测试结果,初步建立了铜液冷冷板表面性质和性能的关联。主要工作如下:(1)分别采用清洁处理(#1)、钝化处理(#2)、等离子体处理(#3)、化学修饰处理(#4)四种技术处理铜液冷冷板表面,表征结果显示:#1样品表面平整,无微观精细结构,有少量自然氧化物存在,粗糙度约为19.43 nm,水冷液在其表面接触角为42.0°;#2样品表面较为平坦,无微观精细结构,表面形成了Cu(I)-BTA钝化层,粗糙度略微增大至26.88 nm,水冷液在其表面接触角为73.3°;#3样品表面引入含氧的亲水基团,微观形貌呈现纳米片阵列结构,粗糙度进一步增大至35.47nm,水冷液在其表面接触角降为9.8°,表现为超浸润。#4样品表面形成了低表面能的硬脂酸铜团聚物,微观形貌呈现团簇结构,粗糙度进一步增大至71.20 nm,水冷液在其表面接触角增大为102.7°。(2)搭建传热装置,考察了不同技术处理后铜液冷冷板的散热能力,计算得出了不同技术处理后铜液冷冷板的传热系数,分别为1295 W/(m~2·K)、1589 W/(m~2·K)、2019 W/(m~2·K)和1661 W/(m~2·K),其中#3等离子体处理后的铜冷板传热系数最大、散热能力最佳。电化学测试结果显示,#4化学修饰处理后的铜冷板在水冷液中的耐蚀性最好,其次是#2技术处理后的样品,而#3技术处理后的样品的耐蚀性较差。化学稳定性测试结果表明,#1、#2和#4技术处理后的样品表面形貌、组成和粗糙度变化很小,表现出优异的稳定性,而#3样品表面有Cu2O生成,形貌和粗糙度变化稍大。(3)基于上述性质表征和性能测试结果,初步建立了铜液冷冷板表面性质和性能的关联:表面粗糙度和润湿性对于冷板散热能力有重要影响,表面粗糙度增加,有助于增大水冷液与冷板的接触面积,从而提高散热能力;对水冷液超浸润的铜表面,由于亲水改性增强了固液相互作用,散热能力会更强。表面化学组成对于冷板的耐蚀性和稳定性有重要影响,钝化层和低表面能物质的存在有助于提高冷板的耐蚀性和稳定性。因此,可以通过不同的表面处理技术调控铜液冷冷板微通道表/界面的性质进而改善冷板的性能。
其他文献
液冷式散热器广泛应用于各类发热装置中,例如注塑成型模具、大规模集成电路、新能源汽车电池组等。冷却效果的优劣对装备的工作效率和使用寿命有着直接的影响。传统的散热器优化方法如参数优化或半经验式算法存在需要预先给定拓扑连接结构、无法保证优化结果可靠性等缺点。而拓扑优化基于对物理场的仿真分析将有限的材料在设计域内进行分布,以最小化目标函数。因此拓扑优化既能实现高自由度设计,又保证了设计的可靠性。本文针对液
microRNA(miRNA)是一类广泛存在于真核生物中长度为20-24 nt的内源非编码小RNA,它们通过对靶基因mRNA进行切割或翻译抑制,在转录后水平调控靶基因的表达。近期研究表明,miRNA参与植物生长发育与逆境胁迫响应的多个重要生物学过程,对作物的农艺性状也起到重要的调控作用。玉米作为重要的粮食、饲料和工业原料,提高其产量和品质对于保障世界粮食安全至关重要,然而与模式植物拟南芥和水稻相比
<正>祖冲之,南北朝时期杰出的数学家、天文学家。他首次将“圆周率”精算到小数第七位,由他撰写的《大明历》首次引入了“岁差”的概念,使历法更加精确,是中国第二次较大的历法改革。1967年,国际天文学家联合会把月球上的一座环形山命名为“祖冲之环形山”。
期刊
采用预聚法,以聚醚二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)与潜固化剂等为原料制备了系列单组分聚脲材料,考察了聚醚结构、潜固化剂类型、NCO基含量及异氰酸酯指数对单组分聚脲性能的影响。结果表明:以聚四氢呋喃二醇(PTMG)为软段制备的单组分聚脲力学性能优于聚氧化丙烯二醇(PPG)的;亚胺类潜固化剂制备的单组分聚脲的性能优于噁唑烷类潜固化剂的; MDI型单组分聚脲的预聚体NCO基质量分数不宜超过4%
聚脲是近年来兴起的一种新型环保材料,具有优异的防水防腐性能。文章分析了聚脲的性能特点,从6个方面与其他建筑防水材料进行对比,总结了聚脲在工程防水领域的应用,指出聚脲是未来防水材料的发展方向,具有广阔的发展前景。
新媒体的发展赋予了播音主持人新的角色和使命,促使其不断创新,熟练运用各种技术,持续提升脚力、眼力、脑力、笔力。“四力”的锤炼和培养需要播音主持人提高政治力、思考力、明辨力和下沉力,需要提升政治素养和专业能力,用真心、真情和真爱去感悟和讲述新闻故事。
液冷均温板是一种通过液体工质带走热量的散热结构,具有较高的散热效率和较好的稳定性等优点,常用于航空航天电子器件的散热中。液冷流道布置形态是决定液冷均温板性能的重要因素,因此对液冷均温板开展流道分布优化设计非常必要。目前液冷散热流道分布设计中最常见的方法有拓扑优化方法和仿生设计方法。基于拓扑优化方法设计的流道,可提高其流动性能,但均温性较差;基于仿生设计方法设计的流道,可改善其均温性,但流阻性能不佳
随着LED灯功率的提高,LED灯珠的热流密度不断增大,散热已经成为限制LED灯朝高功率方向发展的重要因素。目前市场上的大功率LED灯多采用传统的平行翅片散热器进行自然对流散热,只能有限地满足大功率LED灯的散热需求,阻碍了大功率LED灯功率的进一步提高。并且市场上的大功率LED灯散热器还存在着质量偏大的问题。开缝翅片是一种在传统翅片的基础上进行开缝处理的翅片,这种形式的翅片可以降低空气在翅片间的流
特种陶瓷广泛应用于航天航空、电子信息、新能源、机械、化工等新兴工业领域,其高温制备过程仍以传统燃气窑炉和电加热炉为主;碳排放高、能耗大,节能减排形势严峻。当前,我国面临实现“双碳”目标的巨大压力,研究推广清洁高效的加热技术迫在眉睫。微波加热是利用材料自身对微波进行吸收,将电磁能转化为热能,能量的转移发生在分子水平上,通过这种方式,加热在整个材料内外同时产生,整个材料体系中的温度梯度非常低。除体积加
立德树人背景下农林院校课程思政协同创新是落实立德树人根本任务的重要保证;是巩固马克思主义在高校意识形态主导地位的根本所在;也是适应新时代高校课程体系建设趋势的必然要求。但目前农林院校课程思政协同创新中存在课程与思政功能严重脱节;课程思政协同不够;教师课程思政的意识与能力动力不足;课程思政协同创新机制不健全等问题。为使课程思政取得实效,必须充分发挥高校党委在课程思政协同创新中的主导作用;必须统筹推进