《面向光電領域的微熱管制造基礎研究》是依託華南理工大學，由湯勇擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向光電領域的微熱管制造基礎研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：湯勇
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對光電領域狹小空間高熱流密度晶片熱控制對高性能微熱管的迫切需求，本項目重點圍繞微熱管核心技術-毛細吸液芯結構製造理論及方法開展研究。內容包括複雜毛細吸液芯結構形貌表征及拓撲最佳化設計、多尺度傳熱傳質機理、性能測定與分析、非完全約束條件下的複雜毛細吸液芯結構極端成形方法，以及原型系統的研製和集成環境的構建，從而形成一套完整的高性能微熱管設計、製造理論體系及加工方法。為我國在光電子熱控制領域提供具有核心自主智慧財產權的技術、裝備及產品支撐；為有效解決光電領域高熱流密度晶片熱控制共性問題提供設計製造理論及技術。
結題摘要
針對光電領域狹小空間高熱流密度晶片熱控制對高性能微熱管的迫切需求，重點圍繞微熱管複雜毛細吸液芯結構開展了製造技術及基礎理論研究，在吸液芯製造、表征、微熱管性能評價與最佳化、封裝製造工藝及設備、套用五個方面取得一系列創新性研究成果，解決了高性能微熱管套用的關鍵製造問題，形成了一套完整的高性能微熱管制造理論與套用體系。具體成果如下： (1)微熱管複雜吸液芯結構製造成形機理及生成控制。針對微熱管壁面微尺度複雜吸液芯結構的製造難題，提出並系統研究了高速充液旋壓－拉拔複合加工、犁切、多齒切削、相變壓扁等新穎製造方法，掌握了溝槽、燒結粉末、燒結多孔纖維、納米多孔金屬、多孔壁面溝槽以及溝槽－燒結複合吸液芯的製造成形機理，構建了多參數約束、多場耦合作用下結構成形的理論模型，實現複雜吸液芯的生成控制。 (2)複雜吸液芯結構性能表征。對複雜吸液芯潤濕性能、毛細性能、導熱性能及沸騰性能等關鍵指標進行表征，揭示複雜吸液芯多尺度傳熱傳質機理。掌握了不同吸液芯潤濕性能變化規律，闡明其內在影響機制；提出一種毛細上升紅外測試方法，揭示工質毛細上升機理，掌握加工參數對毛細性能的作用規律；研究複雜吸液芯導熱性能，完善熱管吸液芯熱物性數據；對比研究複雜吸液芯沸騰性能，獲得顯著的沸騰強化效果，並揭示其沸騰強化機理。 (3)微熱管傳熱性能評價與最佳化。測試分析了複雜吸液芯微熱管的傳熱性能，系統研究微熱管內的氣液流動和傳熱特性，闡明了多參數協同作用對微熱管性能影響機制，實現吸液芯最佳化設計與製造。並對平板熱管、環路熱管、脈動熱管等不同形式微熱管進行了性能測試與參數最佳化，提出全毛細芯階梯孔隙環路熱管結構、具有特殊鼓泡器的鼓泡式環路熱管兩種新型環路熱管，滿足了抗重力環境下熱控制的極限需求。 (4)微熱管封裝製造關鍵工藝研究及設備研製。利用灌注後抽真空技術，有效提高熱管真空度；提出一種內溝槽管相變無損脹管方法，實現了溝槽管與散熱套片的無損脹接；研製開發了抽真空、灌注、除氣、封口等工藝集成的微熱管封裝設備，為微熱管的工業生產提供了有力的支撐。 (5)微熱管在光電領域的套用研究。通過複雜吸液芯微熱管與大功率LED照明燈、工礦燈、車燈、平板顯示LED背光源等的集成設計與系統套用，實現了高熱流密度光電產品的高效熱控制；利用超長微熱管實現太陽能光伏電池的有效降溫，顯著提高太陽能光伏光熱一體化系統發電效率和總利用效率。
