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维普资讯 第 l8卷 第 4期 机械研究与应用 Voll8 No4 2005年 8月 MECHANICALRESEARCH APPLICATION 2oo5．()8 一 种微型电子元件热管散热器的制作和性能 厉春元，杨湘洪 (湖南工学院(筹)机械工程系，湖南 衡阳 421101) 摘 要：电子元器件失效率随温度上升而升高，主要研究热管散热器在 电子设备中的应用，简述一种微型热管的原理、制作及散热性 能的简易检测、判断方法。 关键词：热管散热器 ；电子元件 ；制作；性能 中图分类号：TN305．94 文献标识码 ：13 文章编号：1007—4-414(2005)o4—0089—02 热管是 1种具有很高传热性能的元件，它结构简单、温差 则要求去除金属的氧化层 ，如铜管壳、不锈钢管壳就需采用不 小、成本低 、安全可靠。它的有效导热性 比银、铜大几万倍 ，在 同的方法；②管芯的制作主要在组装时进行，一般用金属网卷 高温下大几十万倍 ，是 目前当之无愧的热超导体。由于热管 制而成，在卷绕时尽量卷 紧，层间不要 留间隙，否则会使管芯 技术的迅速发展 ，它的应用 已渗透到了电子、机械、能源等行 尺寸偏大影响传热效果；③在焊接前要进行最后一次清洗，对 业 ，特别在 电子装置芯片冷却、笔记本 电脑 CPU冷却都有很 工作温度高或蒸汽压力大的热管，需用氩弧焊进行焊接 ；④工 高的应用价值，笔者主要研究 1种新型微型热管的强化和电 质的充装是热管制作中非常重要的环节，它决定热管性能的 子功率散热器的制作。 好坏，所 以它必须在真空的条件下在专 门的系统中完成如图 1 热管的原理和性能 3所示；⑤封接是最后一道工序，一定要保证封 口无泄漏，否 1．1 工作原理 则泄漏造成的影响难以弥补。封接的第 1步可采用冷焊 ，要 热管的典型结构如图 1所示 ，它由管壳、毛细多孔材料和 用专用的冷焊钳进行，冷焊钳的钳 口兼夹扁和切断功能 ，直接 工作液体组成。将管内空气排除形成真空使填满毛细材料中 关系到冷焊质量的好坏，因此刀 口一定要严密。 的微孔充满液体并加 以密封。当蒸发段受热时毛细材料中的 液体蒸发，通过绝热段流向冷凝段 ，蒸汽受到冷却凝结成液 体，液体沿多孔材料靠毛细材料力的作用流回到蒸发段，如此 循环，热量 由热管壳传至热管芯 ，管芯再传给工质，工质再传 给冷凝段 ，冷凝段通过冷凝作用再把热量散发出去 。 图3 热管充装系统 1．3 性能测试 低温轴向热管的性能测试较简单，因功率密度一般 比较 低 ，故可采用电阻丝加热，用电表测量电压电流来计算电功率 也可用冷却水套测量，测试装置如图4所示。 图 1 热管原理图 1，热竹壳 2，热管芯 3．蒸汽 4，液体 1．2 热管的制作 圆 一 圃 一 圜 一 圆 一 圃 一 圆 一 圈 一 圆 一 圆 图4 水热管性能试验系统 图2 热管的制作过程