国内相变散热技术发展趋势——上海锐一相变液冷*技术支持

液体冷却技术
较早在国内三峡和日本新干线率先使用杜邦4310的产品做相变载液介质，沸点55℃.后续国内陆续开始对相变散热介质的研究.追溯液冷技术是20 世纪80 年代发展起来的，为解决当时大型电子计算机的冷却问题而提出。液体冷却可以是单相的，也可以是两相的，气液相变的冷却由于利用了冷却剂的相变潜热，所以冷却效果更好。液体冷却主要包括直接冷却或间接冷却、气液相变冷却、液体射流冲击冷却、滴液及喷淋冷却等。

1 直接液体冷却
直接液体冷却中，冷却液体与发热的电子元器件直接接触进行热交换。热源将热量直接传给冷却液，再由冷却液将热量带走，所以流体工质的对流和相变是流体与热源间的主要换热方式，直接液冷的实验效果可以达到800 W·cm-2.直接液体冷却必须考虑到工质与电子元器件间的电绝缘性以及相容性、工质的热胀冷缩性、系统的密封性以及系统的可维护性等。Yokouchi 等提出了一种低冷直接浸入冷却方法，该方法不仅可以防止气泡聚集在组件*产生气泡层而影响产热效果，而且可以显着提高组件的冷却效果。

2 间接液体冷却
由于直接液体冷却存在热滞后引起的热激波现象以及系统维护不便等原因，所以逐渐被间接液体冷却所取代。间接液体冷却法就是液体冷却剂不与电子元件直接接触，而是通过热传导的方式，先把热量传递给换热器，再由换热器中的冷却工质将热量带走，这类换热器通常称之为冷板。图2所示的冷板技术是一种相对简单和低成本的方案，由循环液体从热源带走热量再经气液换热器将热量散出。冷板采用空芯结构，通常为蜂窝状或回旋状的结构形式，所采用的液体通常是水、碳氟化合物、硅脂或己二醇等。
为了提高冷板的散热效果，Li Teng 等采用低熔点金属或其合金作为冷却流动工质，液态金属及合金一方面具有远**水、空气等常规冷却介质的导热率，另一方面还具有流动性，可实现快速高效的热量运输。有学者以纳米Al2O3/水功能流体作为冷却介质，实验结果表明，传热性能提高了40 %.美国Avid Thermalloy公司**产品HiContact 系列冷板是将镶嵌在平板上的圆管部分压扁，使得管与板形成同一平面，这样冷却管可以与元器件直接接触，从而提高传热效果。Thermacore 公司推出的微处理冷板冷却系统散热能力**过200 W,热流密度大于250 W·cm-2.

3 微通道传热——相变散热技术
微通道是定义为水力学直径在1~1000 靘 之间的通道或管道，具有高表面积/体积比、低热阻、低流量等特点，是一种有效散热的解决方案。在定向硅片上或者在基板上利用各向异性蚀刻等技术制造出微尺度通道，液体在流过微通道时通过蒸发或者直接将热量带走。它是利用微尺度换热的特殊性来达到高效冷却的目的，是目前各国研究的热点。研究表明，液体在微通道内被加热会迅速发展为核态沸腾，此时液体处于一个高度不平衡状态，具有很大的换热能力，通道壁面过热度也比常规尺寸下的情况要小得多。Faulkner 等研制了一套基于微通道的冷却系统，利用纳米流体的强化沸腾效果实现了1000 W·cm-2 的冷却能力。

上海锐一液相冷却技术*
浸没式也冷介质 SF-10
相变散热介质载液 SF-33 SF-55 SF-70 SF-79 xp-30 xp-40 xp-50 
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