Höyrykammion kehitys ja sovellus
Viidennen sukupolven matkaviestinteknologian (5G-teknologian) ilmaantumisen ja nopean kehittymisen myötä elektroniset tuotteet, erityisesti älypuhelimet, tabletit ja muut tuotteet, ovat yhä enemmän siirtymässä kohti korkeaa suorituskykyä, korkeaa integrointia ja miniatyrisointia, mikä johtaa erittäin korkeaan lämpövirtaan. tiheys erittäin kapeissa tiloissa. Tehokkaana lämmönsiirtoelementtinä höyrykammiolla on alhaisen lämmönvastuksen ja tasaisen lämpötilan ominaisuudet, ja sitä käytetään laajalti korkean lämpövuon laitteiden lämmönpoistomoduulissa.
Elektroniikkateollisuuden kehitys on johtanut elektronisten tuotteiden kehittämiseen kohti pieniä kokoja ja korkeaa integraatiota, mikä on johtanut elektronisten komponenttien korkeampaan virrankulutukseen. Esimerkiksi bandgap-vahvistimien arvioitu hajoaminen sotilas- ja ilmailualalla ylittää 1000 W/cm2. Tavalliset jäähdytyslevyt eivät enää voi täyttää suuren lämpövuon tiheyden lämmönpoistotarpeita. Kahden tyyppiset kapillaareilla toimivat jäähdytyselementit, kuten lämpöputket, tasaiset lämpöputket ja höyrykammio, on osoittautuneet tehokkaimmiksi passiivisiksi jäähdytyslaitteiksi kahden jäähdytyslaitteen joukossa. Niillä on etuja, kuten vahva lämmönjohtavuus, hyvä lämpötilan tasausvaikutus ja vahva rakenteellinen sopeutumiskyky. Höyrykammiosta on tullut tutkimuskeskus monille tutkijoille kotimaassa ja ulkomailla korkeamman lämmönpoistokykynsä vuoksi.
Tällä hetkellä elektronisissa laitteissa käytettävät lämmönpoistomenetelmät sisältävät pääasiassa grafiitin lämmönpoiston, grafeenilämmönpoiston, lämmönjohtavuusgeelilämmönpoiston, lämpöputken lämpöjäähdytyksen, höyrykammion jäähdytyksen jne., kuten taulukossa 1 on esitetty. Niistä grafiittilämmönpoisto , grafeenilämmön hajoaminen ja lämpöä johtava geelilämmön hajoaminen kuuluvat lämpöä hajottaviin materiaaleihin, joilla on rajoitettu lämmönpoistovaikutus ja joita käytetään pääasiassa pienissä elektroniikkatuotteissa; Lämpöputket ja lämpölevyt ovat lämmönpoistokomponentteja, joilla on korkea lämmönpoistotehokkuus, ja niitä käytetään pääasiassa suurissa ja keskikokoisissa elektroniikkalaitteissa. Vaikka sekä lämpöputket että höyrykammio käyttävät vaiheenmuutosta lämmönpoiston saavuttamiseksi, mukaan lukien neljä päävaihetta: johtuminen, haihdutus, konvektio ja kondensaatio, niiden lämmönjohtamismenetelmät ovat erilaisia. Lämpöputket ovat yksiulotteisia lämmönsiirtoja, kun taas liotuslevyt ovat kaksiulotteisia lämmönsiirtoja, joilla on suurempi kosketuspinta-ala lämmönpoistoväliaineen kanssa, tasaisempi lämmönpoisto ja parempi sopeutuvuus sovellusten tarpeisiin sellaisilla aloilla kuin pienikokoiset elektroniset laitteet. 5G aikakaudella. Aiheeseen liittyvät tutkimukset ovat osoittaneet, että tasaisella lämpölevyllä varustetun jäähdytyslevyn suorituskyky on 20–30 % korkeampi kuin lämpöputken, mikä voi edelleen parantaa lämmönjohtavuuden tehokkuutta.
Höyrykammio koostuu suljetusta putkikuoresta, huokoisesta nestettä absorboivasta ytimestä ja työnesteestä. Nestemäinen työneste imee lämpöä ja haihtuu haihdutuspäässä ja kuljetetaan sitten kaasumaisessa muodossa ontelon kondensaatiopäähän, jossa se vapauttaa lämpöä ja tiivistyy. Kondensoitunut nestemäinen käyttöneste ohjataan kapillaarivoimalla ja kuljetetaan takaisin haihdutuspäähän huokoisen imuytimen kautta. Tässä jaksossa lämmityslevy voi toimia itsenäisesti ilman ulkoista voimansiirtoa, mikä täydentää tehokkaan lämmönsiirron. Iotuslevy voidaan jakaa kahteen tyyppiin lämmönsiirron suunnan mukaan, ja kaksi höyrykammiotyyppiä siirtävät lämpöä paksuus- ja pituussuunnassa, entinen voi viedä enemmän lämpöä laajamittaisen kondensaation kautta; Jälkimmäinen voi lähettää pitkiä matkoja ja säilyttää erinomaisen lämpötilan tasaisuuden. Höyrykammio on jaettu pääasiassa vakiohöyrykammioon (suurempi tai yhtä suuri kuin 2 mm), erittäin ohueen höyrykammioon (<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.
Höyrykammioiden käyttö voidaan jakaa kahteen luokkaan eri sovellusympäristöjen perusteella, nimittäin maaympäristön sovelluksiin ja ilmailuympäristön sovelluksiin. Edellinen on painovoimaympäristössä, kuten 5G-tukiasemat, elektroniset tuotteet, kuten matkapuhelimet ja tietokoneet, autojen elektroniikkajäähdytys jne., kun taas jälkimmäinen on nollapaino-, mikrogravitaatio- tai supergravitaatioympäristössä, kuten ilmailussa. ala.
Elektroniset komponentit tuottavat suuren määrän lämpöä pienessä tilavuudessa, ja tehokkaasta lämmönpoistosta on tullut yksi suurimmista teknologisen kehityksen vaikeuksista. Perinteisiin lämpöputkiin verrattuna yhtenäinen lämpölevy uudentyyppisenä lämmönjohtolaitteena voi koskettaa suoraan lämmönlähdettä ja siirtää lämpöä tasaisesti kaikkiin suuntiin. Sillä on tehokas ja tasainen lämmönjohtavuus, ja sitä käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin elektroniikka, ilmailu ja uudet energiaajoneuvot.
