Vapor Chamber utvikling og applikasjon
Med fremveksten og den raske utviklingen av femte generasjons mobilkommunikasjonsteknologi (5G-teknologi), beveger elektroniske produkter, spesielt smarttelefoner, nettbrett og andre produkter, seg i økende grad mot høy ytelse, høy integrasjon og miniatyrisering, noe som resulterer i ultrahøy varmefluks tetthet i ekstremt trange rom. Som et effektivt varmeoverføringselement har dampkammeret egenskapene til lav termisk motstand og jevn temperatur, og er mye brukt i varmespredningsmodulen til utstyr med høy varmefluks.
Fremgangen i den elektroniske industrien har ført til utviklingen av elektroniske produkter mot liten størrelse og høy integrasjon, noe som resulterer i høyere strømforbruk av elektroniske komponenter. For eksempel overstiger den estimerte spredningen av båndgap-forsterkere i militær og romfart 1000W/cm2. Vanlige kjøleribber kan ikke lenger dekke behovene til varmeavledning med høy varmeflukstetthet. To typer kjøleribber drevet av kapillærer, for eksempel varmerør, flate varmerør og dampkammer, har vist seg å være de mest effektive passive kjøleenhetene blant de to kjøleenhetene. De har fordeler som sterk varmeledningsevne, god temperaturutjevningseffekt og sterk strukturell tilpasningsevne. Dampkammer har blitt et forskningshotspot for mange forskere i inn- og utland på grunn av deres høyere varmeavledningsytelse.
For tiden inkluderer varmespredningsmetodene som brukes for elektroniske enheter hovedsakelig grafittvarmespredning, grafenvarmespredning, varmeledningsgelvarmespredning, varmerørsvarmekjøling, dampkammerkjøling etc., som vist i tabell 1. Blant dem grafittvarmespredning , grafen varmespredning og termisk ledende gel varmespredning tilhører varmespredningsmaterialer med begrenset varmespredningseffekt, hovedsakelig brukt i små elektroniske produkter; Varmerør og varmeplater er varmeavledningskomponenter med høy varmeavledningseffektivitet, og brukes hovedsakelig i stort og mellomstort elektronisk utstyr. Selv om både varmerør og dampkammer bruker faseendring for å oppnå varmeavledning, inkludert fire hovedtrinn med ledning, fordampning, konveksjon og kondensering, er deres varmeledningsmetoder forskjellige. Varmerør er endimensjonal varmeoverføring, mens bløtleggingsplater er todimensjonal varmeoverføring, med større kontaktflate med varmeavledningsmediet, mer jevn varmespredning og bedre tilpasningsevne til behovene til applikasjoner innen felt som miniatyriserte elektroniske enheter i 5G-tiden. Relaterte studier har vist at ytelsen til en kjøleribbe med en jevn varmeplate er 20 % til 30 % høyere enn for et varmerør, noe som kan forbedre den termiske ledningsevnen ytterligere.
Dampkammeret består av et forseglet rørskall, en porøs væskeabsorberende kjerne og en arbeidsvæske. Det flytende arbeidsfluidet absorberer varme og fordamper ved fordampningsenden, og transporteres deretter i gassform til kondensasjonsenden i hulrommet, hvor det avgir varme og kondenserer. Det kondenserte flytende arbeidsfluidet drives av kapillærkraft og transporteres tilbake til fordampningsenden gjennom en porøs sugekjerne. I denne syklusen kan varmeplaten operere uavhengig uten ekstern kraftdrift, og dermed fullføre effektiv varmeoverføring. Bløtleggingsplaten kan deles inn i to typer i henhold til varmeoverføringsretningen, og de to typene dampkammer overfører varme langs tykkelses- og lengderetningene. Førstnevnte kan ta bort mer varme gjennom storskala kondensering; Sistnevnte kan overføre over lange avstander og opprettholde utmerket temperaturuniformitet. Dampkammeret er hovedsakelig delt inn i standard dampkammer (Større enn eller lik 2 mm), ultratynt dampkammer (<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.
Anvendelsen av dampkamre kan deles inn i to kategorier basert på forskjellige applikasjonsmiljøer, nemlig bakkemiljøapplikasjoner og romfartsmiljøapplikasjoner. Førstnevnte er i et tyngdekraftsmiljø, for eksempel 5G-basestasjoner, elektroniske produkter som mobiltelefoner og datamaskiner, elektronisk kjøling for biler, etc., mens sistnevnte er i et miljø med null tyngdekraft, mikrogravitasjon eller supergravitasjon, for eksempel i romfart. felt.
Elektroniske komponenter genererer en stor mengde varme i et lite volum, og effektiv varmespredning har blitt en av hovedvanskene i videre teknologisk utvikling. Sammenlignet med tradisjonelle varmerør kan den ensartede varmeplaten, som en ny type varmeledningsenhet, direkte kontakte varmekilden og jevnt overføre varme i alle retninger. Den har effektiv og jevn varmeledningsytelse og er mye brukt i felt som elektronikk, romfart og nye energikjøretøyer.
