电子束毛化冷板散热性能优化设计

电子束“毛化”技术是一种新型表面处理技术。将电子束表面毛化技术应用于液冷冷板,其毛化阵列结构能有效提高冷板流道表面散热面积,同时加强流体的扰动,在提高冷板散热性能上有较大潜力。文中以铝合金电子束毛化冷板为研究对象,通过实验测试和数值仿真研究不同毛化柱结构参数和阵列间距对散热的影响。研究结果表明,电子束毛化冷板在高热流密度、小流量工况下可将散热能力提升10% 以上。该实验和仿真结果可用于电子束毛化冷板优化设计。     

铝基均热板散热性能试验对比研究

铝基均热板作为一种新型高效散热设备,具有重量轻、体积小、均温性良好等优点,在嵌入式计算机领域具有很好的应用前景。文中基于嵌入式计算机中大量使用的国产处理器主板,开展了均热板散热盒、热管散热盒和铝合金散热盒在不同工况下的散热性能试验对比研究。测试结果表明,针对单国产处理器主板,热管散热盒的散热性能最好,铝基均热板的散热性能略差,但相对于铝合金散热盒,二者具有很大优势。     

应用石墨烯材料的大功率LED散热仿真

为解决LED热量集中问题,设计高导热散热模型以及使用高导热材料格外重要。石墨烯材料因在平面的二维方向具有良好的热导率,将其与散热器表面相结合,能充分发挥其在热扩散方面的作用。石墨烯在平面方向高达5 300 W/(m·K)的热导率,可有效传导温度,消除热点,快速降低结温。主要研究石墨烯与铝散热器基底表面相结合的方式对LED灯具散热性能的仿真分析,采用ICEPAK散热分析软件和仿真技术,分析了不同厚度石墨烯的散热效果,获得了用于所设LED模型条件下的石墨烯最佳厚度条件,并与不使用石墨烯情况下作了对比研究。肯定了石墨烯对降低LED结温的影响。     

6061和6063铝合金真空钎焊后热处理强化工艺

随着电子对抗设备中散热冷板的壁厚越来越薄,通液压力越来越高,真空钎焊散热冷板的抗拉强度已经不能满足要求。文中研究了6061和6063铝合金真空钎焊后热处理强化工艺,寻求到合理的热处理强化工艺参数,使经过真空钎焊后的6061和6063铝合金母材抗拉强度值回复到了原始T6状态材料强度的75%以上,焊缝强度也得到了显著提升。该方法被应用到铝合金真空钎焊散热冷板中,成功提升了冷板的强度。     

6061和6063铝合金真空钎焊后热处理强化工艺

社会的进步与经济的增长有效推动了科学技术的发展,使得电子设备中散热冷板的壁厚越来越薄,并提升了通液压力,从而对真空钎焊散热冷板的抗拉强度具有了更高的要求,而传统的工艺方式往往很难达到这一要求。基于此,本文对6061和6063铝合金真空钎焊后热处理强化工艺展开了深入研究。     

高效热扩展技术在干式T/R组件散热中的对比研究

T/R组件散热是有源相控阵雷达领域的重要课题,大功耗、高热流密度器件在冷板上会形成局部热障,产生扩展热阻。文中以干式风冷T/R组件散热为研究对象,采用三维数值模拟方法对铝冷板、金刚石/铜、热管及蒸汽腔等高效热扩展技术进行了对比研究,探讨了导热系数、冷板厚度、对流换热系数对扩展热阻的影响规律。结果表明,提高冷板的等效换热系数是减小扩展热阻、强化传热最有效的途径之一。同时合理优化冷板厚度及散热器对流换热系数能有效降低高热流密度器件的工作温度。     

锂离子电池模组热扩散结构的优化

液冷具有良好的散热性能，对于保证锂离子电池模组在适宜的温度下正常工作具有重要意义。这里提出了一种新型的复合液冷的热扩散结构，冷板位于电池的下方，并通过导热柱和热扩散板与电池的侧面连接，这样既可以避免漏液造成电池短路的风险，又可实现电池底部和侧面协同散热。通过正交试验设计和数值模拟相结合的方式，对液冷结构参数进行热性能优化。由极差分析和方差分析可知，导热柱半径对电池模组的热性能影响最大，其次是导热柱高度和散热板厚度，而电池间距的影响最小。当导热柱半径为3mm，热扩散板厚度为2mm，导热柱高度为45mm，电池间距为4mm时，可以获得最佳的冷却性能，该优化方案即使在低流速下（0.01m/s），也能将电池模组的最高温度和温差分别控制在50℃和4.7℃以下。     

提高汽车铝散热器耐腐蚀性的途径

<正>铝散热器就是汽车发动机冷却系统用的水箱。由于铝合金具有质量轻、成本低、散热性能好等优点,并随着铝钎焊技术的发展,自20世纪80年代中期开始,传统的铜制散热器已被铝散热器逐步替代。在近30多年的发展过程中,汽车不断要求的轻量化使组成铝散热器主要材料翅片和扁管壁厚日趋减薄。这样使得整体部件越来越轻,散热效率也越来越高,从而满足低成本高效率的市场需求。散热器的腐蚀性能是衡量散热器性能好坏的主要指标之一,但是材料的减薄对散热     

一种高效散热器的设计

液态金属相比传统冷却液具有更高的导热系数,且液态金属的高电导属性使其可以采用无任何运动部件的电磁泵驱动。文中集合了液态金属高效导热技术及强迫风冷对流散热技术的优点,将液冷与风冷结合,设计了集液态金属、压电陶瓷风扇、电磁泵及一体化冷板于一身的低能耗、小体积、高可靠新型高效散热器。并采用有限体积法对散热器进行仿真分析,得到散热器的温度分布以及散热能力;同时利用热电偶和红外成像仪开展散热器散热能力的实验测试,测试结果验证了仿真分析的准确性,证明了该散热器的高效散热能力。     

星载高性能计算机热设计及仿真分析

随着星载嵌入式计算机向高性能、高集成、小型化方向发展,系统内热流密度急剧增加,常规星上散热设计已无法满足系统对高效散热的迫切需求。文中以某星上数据处理机热设计需求为例,提出了以石墨散热片为主的全路径高效热传导方法,并开展了整机热仿真分析和试验测试。仿真分析和试验结果均表明热设计满足要求。为进一步验证石墨散热片对导热性能的提升程度,对粘贴石墨散热片和采用常规金属两种散热方法进行了模拟仿真和对比。结果表明,与采用常规金属散热相比,在热源集中的计算模块框架上贴石墨散热片,可使数字信号处理（Digital Signal Processor, DSP）芯片的节温低4 ℃左右。该结论可为后续以传导为主的星上高性能计算机热设计提供参考。     

某星载相控阵阵面主支撑结构设计

某星载相控阵天线体积大、热耗高,减重设计和快速散热是结构设计的关键。针对天线的结构设计和热设计需求,采用内部预埋槽道热管的铝蜂窝加蒙皮复合板材作为导热支撑板,实现了相控阵天线的轻量化设计和高效导热设计。采用有限元方法对天线系统的力学性能及热性能进行校核,并通过实物测试验证了新型导热支撑板能够满足设计要求。     

空间相机碳纤维桁架导热增强设计

由于空间相机桁架结构常用的碳纤维复合材料热导率较低,从而导致结构内部易形成较大温度梯度。本文提出通过在碳纤维复合材料表面附着铜网和粘贴铝膜,以实现某空间相机桁架结构的导热增强设计。首先,建立了碳纤维复合材料热导率模型。然后,针对碳纤维复合材料平板表面附着铜网/粘贴铝膜的结构特点,建立了平板的传热模型,并对未经处理的碳纤维复合材料平板以及在其表面分别粘贴0.05mm和0.5mm铝膜、附着等效直径为0.08mm铜网4种不同状态进行了热分析。接着,通过试验测试获得了不同状态平板结构的等效热导率。试验结果表明,表面附着铜网/粘贴铝膜可以使面内等效热导率得到不同程度的改善。其中,在碳纤维复合材料平板表面粘贴0.5mm铝膜效果最好,其可使结构的等效热导率提升至41.3 W/(m·K)。最后,根据试验所得结构等效热导率,对某空间相机碳纤维桁架进行了热设计。桁架结构热分析结果表明,单根桁架杆的轴向温差已由6.8℃减小为0.8℃,桁架结构温度均匀性得到显著改善。     

一种轻薄化天线单元组合结构设计

有源相控阵雷达高功率、轻薄化的发展趋势对天线单元组合良好的散热能力和低剖面的需求越来越强烈。文中提出了一种用印制电路板替代电缆实现天线到T/R组件的接口变换的轻薄化天线单元组合。与传统结构方案相比,该天线单元组合的厚度减小约70%,质量下降约40%,并可与冷板良好贴合实现热传导散热。文中介绍了它的安装布局、散热能力、阵列天线、反射面板、过渡层结构以及工艺实现方式,并通过试验,对其电性能、散热性能和环境适应性进行了验证。试验结果表明该天线单元组合的各项指标均满足要求。     

高导热能力的蓄热装置传热性能研究

固液相变材料的导热系数极低,往往不能在规定时间内完全相变融化以吸收电子设备工作的热负荷,导致电子设备出现局部超温现象。文中采用数值仿真和试验测试的方法对高导热能力蓄热装置进行研究。采用均温板与蓄热装置一体化设计,均温板将点热源转换为面热源消除了电子产品温度峰值导致局部超温的问题,也增加了相变材料的吸热面积。同时在相变材料中设置铝合金板以及铝合金波纹板。通过上述设计,增大了石蜡的当量导热系数,增加了短时间内石蜡的融化量进而提高了蓄热能力。     

格构增强型复合材料板材设计与试验研究

复合材料板材有质量轻和结构强的特点,可用于活动房、方舱和厢式车辆,替代传统的铝合金面层及金属骨架的板材。本文设计了一种格构增强型复合材料夹层结构板材,芯材为硬质聚氨酯泡沫,面层为玻璃纤维/不饱和聚酯树脂复合材料,采用整体模压共固化成型工艺。该板材经过拉伸强度、拉伸模量、拉伸延伸率、线膨胀系数、氧指数及其在规定的高、低温条件下的相关力学性能试验表明,保温隔热性能、力学性能和构造要求满足相关应用要求。     

汽车热交换器用三层复合铝箔

综述三层复合铝箔在汽车热交换器中的应用与发展现状,介绍其材料构造、性能参数和生产工艺.三层复合铝箔是以Al-Si系铝合金为芯材,双面包覆Al-Mn系铝合金而构成,具有优异的综合性能,密度比同类铜箔产品少40%.复合铝箔的热轧及冷轧制备工艺也已相当成熟,在汽车工业中应用广泛,具有很好的市场发展前景.     

弹载电子设备相变热沉装置散热性能研究

文中介绍了一种用于弹载电子设备的相变热沉装置的设计方法及试验研究。通过实验对比了电子模块在采用相变热沉装置、铝块和无热沉3种情况下的工作温度曲线,同时对比分析了相变热沉装置在不同热流密度下的工作特性。结果表明,当热源热流密度较小时,相变热沉装置具有明显的减缓热源升温的作用,对比铝块热沉具有明显的散热功效。而随着热流密度的增加,其散热优势逐渐减弱。同时,填料相变温度点的选取和导热增强体的设计,对相变热沉装置的散热性能有很大的影响。     

某高热流密度冷板的设计与优化

某吸收电阻模块发热功率大且热流密度高,冷却系统的设计既是重点也是难点,冷却系统的好坏直接关系到模块能否正常工作。文中探讨了某高热流密度与大发热功率并存的散热问题,选择强迫液冷作为其冷却方式。通过仿真分析对冷板结构进行不断的优化,通过增加散热齿并改变散热齿结构,使冷板满足器件散热需求。运用ANSYS模拟了冷板盖板不同结构形式的密封性能,通过采用有筋的不锈钢盖板,可取得良好的密封性能,缩短冷板加工周期并降低成本。装机后对该冷板的实物测试证明了该冷板的可行性。