论文部分内容阅读
随着电子元器件集成度的不断提高,微电子系统的热控制问题越来越严重,成为急需解决的难题之一。本文在分析传统的冷却方法的基础上提出了基于MEMS的微介电液滴冲击冷却方法,并对该冷却方法的关键技术开展研究工作。 本论文主要研究内容如下: 1、沸腾换热理论的研究:引入接触角概念分析了光滑平面上汽泡形成的过程用汽泡动力学理论阐述了汽泡成长、跃离、运动的过程及特点。 2、静电微型泵的设计及建模分析:确定静电双腔无阀微泵的设计方案;用薄板振动理论分析了泵膜的性能,建立了薄膜中心点挠度与静电力的非线性关系以及薄膜一阶固有频率的计算公式;建立了静电微泵膜变形与薄膜厚度、间隙距离、驱动电压之间的关系,同时也进行了泵膜的模态分析;提出微泵的流量计算公式,给出了阻力系数比ξ的取值范围;研究了扩张/收缩管的流速分布情况。 3、压电微喷嘴的设计及建模分析:确定了压电微喷嘴阵列的设计方案;用薄板振动理论分析了复合压电薄板的特性,建立了复合压电薄板的挠度微分方程以及等效横向载荷的计算公式;建立复合压电薄板的变形与薄板厚度、压电陶瓷薄板厚度及驱动电压的关系,给出了压电薄膜的模态分析及谐响应分析;研究了微喷嘴口的流速分布情况。 4、微液滴冲击冷却系统的实验平台的设计:确定实验平台结构及控制系统的设计方案;拟定实验研究的初步方案;应用随机理论,建立冷却系统的冷却模型:完全核态沸腾模型和稳定膜态沸腾模型,并分析影响冷却效果的关键因素。