Ontwikkeling en toepassing van dampkamers
Met de opkomst en snelle ontwikkeling van de vijfde generatie mobiele communicatietechnologie (5G-technologie) evolueren elektronische producten, vooral smartphones, tablets en andere producten, steeds meer naar hoge prestaties, hoge integratie en miniaturisatie, wat resulteert in een ultrahoge warmtestroom. dichtheid in extreem smalle ruimtes. Als efficiënt warmteoverdrachtselement heeft de dampkamer de kenmerken van een lage thermische weerstand en een uniforme temperatuur, en wordt deze veel gebruikt in de warmtedissipatiemodule van apparatuur met hoge warmteflux.
De vooruitgang van de elektronische industrie heeft geleid tot de ontwikkeling van elektronische producten in de richting van kleine afmetingen en hoge integratie, resulterend in een hoger stroomverbruik van elektronische componenten. De geschatte dissipatie van bandgap-versterkers in het leger en de ruimtevaart bedraagt bijvoorbeeld meer dan 1000 W/cm2. Gewone koellichamen kunnen niet langer voldoen aan de behoeften van warmteafvoer met een hoge warmtefluxdichtheid. Het is bewezen dat twee soorten koellichamen die worden aangedreven door capillairen, zoals warmtepijpen, platte warmtepijpen en een dampkamer, de meest effectieve passieve koelapparaten van de twee koelapparaten zijn. Ze hebben voordelen zoals een sterke thermische geleidbaarheid, een goed temperatuuregalisatie-effect en een sterk structureel aanpassingsvermogen. Dampkamers zijn voor veel wetenschappers in binnen- en buitenland een onderzoekshotspot geworden vanwege hun hogere warmteafvoerprestaties.
Momenteel omvatten de warmtedissipatiemethoden die voor elektronische apparaten worden gebruikt voornamelijk grafiet-warmtedissipatie, grafeen-warmtedissipatie, warmtegeleidingsgel-warmtedissipatie, heatpipe-warmtekoeling, dampkamerkoeling enz., zoals weergegeven in Tabel 1. Waaronder grafiet-warmtedissipatie Grafeen-warmtedissipatie en thermisch geleidende gel-warmtedissipatie behoren tot warmtedissipatiematerialen met een beperkt warmtedissipatie-effect, voornamelijk gebruikt in kleine elektronische producten; Warmtepijpen en warmteplaten zijn warmteafvoercomponenten met een hoge warmteafvoerefficiëntie en worden voornamelijk gebruikt in grote en middelgrote elektronische apparatuur. Hoewel zowel de warmtepijpen als de dampkamer faseverandering gebruiken om warmtedissipatie te bereiken, waaronder vier hoofdstappen: geleiding, verdamping, convectie en condensatie, zijn hun warmtegeleidingsmethoden verschillend. Warmtepijpen zijn eendimensionale warmteoverdracht, terwijl weekplaten tweedimensionale warmteoverdracht zijn, met een groter contactoppervlak met het warmtedissipatiemedium, een meer uniforme warmtedissipatie en een beter aanpassingsvermogen aan de behoeften van toepassingen op gebieden zoals geminiaturiseerde elektronische apparaten in het 5G-tijdperk. Gerelateerde onderzoeken hebben aangetoond dat de prestaties van een koellichaam met een uniforme warmteplaat 20% tot 30% hoger zijn dan die van een warmtepijp, wat de efficiëntie van de thermische geleidbaarheid verder kan verbeteren.
De dampkamer bestaat uit een afgesloten buisomhulsel, een poreuze vloeistofabsorberende kern en een werkvloeistof. De vloeibare werkvloeistof absorbeert warmte en verdampt aan het verdampingseinde, en wordt vervolgens in gasvormige vorm naar het condensatie-einde in de holte getransporteerd, waar het warmte afgeeft en condenseert. De gecondenseerde vloeibare werkvloeistof wordt door capillaire kracht aangedreven en via een poreuze zuigkern teruggevoerd naar het verdampingseinde. In deze cyclus kan de verwarmingsplaat onafhankelijk werken zonder externe aandrijving, waardoor een efficiënte warmteoverdracht wordt gerealiseerd. De weekplaat kan in twee typen worden verdeeld, afhankelijk van de richting van de warmteoverdracht, en de twee soorten dampkamers brengen warmte over in de dikte- en lengterichting. De eerste kan meer warmte afvoeren door grootschalige condensatie; Deze laatste kunnen over lange afstanden zenden en uitstekende prestaties op het gebied van temperatuuruniformiteit behouden. De dampkamer is hoofdzakelijk verdeeld in een standaard dampkamer (groter dan of gelijk aan 2 mm), ultradunne dampkamer (<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.
De toepassing van dampkamers kan worden onderverdeeld in twee categorieën, gebaseerd op verschillende toepassingsomgevingen, namelijk toepassingen op de grond en toepassingen in de ruimtevaart. De eerste bevindt zich in een zwaartekrachtomgeving, zoals 5G-basisstations, elektronische producten zoals mobiele telefoons en computers, elektronische koeling van auto's, enz., terwijl de laatste zich in een zwaartekracht-, microzwaartekracht- of superzwaartekrachtomgeving bevindt, zoals in de lucht- en ruimtevaart. veld.
Elektronische componenten genereren een grote hoeveelheid warmte in een klein volume, en effectieve warmteafvoer is een van de grootste problemen bij de verdere technologische ontwikkeling geworden. Vergeleken met traditionele warmtepijpen kan de uniforme warmteplaat, als een nieuw type warmtegeleidingsapparaat, rechtstreeks in contact komen met de warmtebron en de warmte gelijkmatig in alle richtingen overbrengen. Het heeft efficiënte en uniforme warmtegeleidingsprestaties en wordt veel gebruikt op gebieden zoals elektronica, ruimtevaart en nieuwe energievoertuigen.
