Dezvoltarea și aplicarea camerei de vapori

Odată cu apariția și dezvoltarea rapidă a tehnologiei de comunicații mobile de a cincea generație (tehnologia 5G), produsele electronice, în special smartphone-urile, tabletele și alte produse, se îndreaptă din ce în ce mai mult către performanță ridicată, integrare ridicată și miniaturizare, rezultând un flux de căldură ultra-înalt. densitate în spații extrem de înguste. Ca element eficient de transfer de căldură, camera de vapori are caracteristicile de rezistență termică scăzută și temperatură uniformă și este utilizată pe scară largă în modulul de disipare a căldurii al echipamentelor cu flux ridicat de căldură.

Progresul industriei electronice a condus la dezvoltarea produselor electronice către dimensiuni mici și o integrare ridicată, rezultând un consum mai mare de energie al componentelor electronice. De exemplu, disiparea estimată a amplificatoarelor bandgap în domeniul militar și aerospațial depășește 1000 W/cm2. Radiatoarele obișnuite de căldură nu mai pot satisface nevoile de disipare a căldurii cu densitate mare a fluxului de căldură. Două tipuri de radiatoare conduse de capilare, cum ar fi conductele de căldură, conductele de căldură plate și camera de vapori, s-au dovedit a fi cele mai eficiente dispozitive de răcire pasivă dintre cele două dispozitive de răcire. Au avantaje precum conductivitate termică puternică, efect bun de egalizare a temperaturii și adaptabilitate structurală puternică. Camerele de vapori au devenit un punct fierbinte de cercetare pentru mulți savanți din țară și din străinătate datorită performanței lor mai mari de disipare a căldurii.

În prezent, metodele de disipare a căldurii utilizate pentru dispozitivele electronice includ în principal disiparea căldurii cu grafit, disiparea căldurii cu grafen, disiparea căldurii pe gel de conducție a căldurii, răcirea căldurii conductelor de căldură, răcirea camerei de vapori etc., așa cum se arată în tabelul 1. Printre acestea, disiparea căldurii cu grafit , disiparea căldurii cu grafen și disiparea căldurii din gel conductiv termic aparțin materialelor de disipare a căldurii cu efect limitat de disipare a căldurii, utilizate în principal în produsele electronice mici; Conductele de căldură și plăcile de căldură sunt componente de disipare a căldurii cu o eficiență ridicată de disipare a căldurii și sunt utilizate în principal în echipamentele electronice mari și medii. Deși atât conductele de căldură, cât și camera de vapori folosesc schimbarea de fază pentru a obține disiparea căldurii, incluzând patru pași principali de conducere, evaporare, convecție și condensare, metodele lor de conducere a căldurii sunt diferite. Conductele de căldură sunt transfer de căldură unidimensional, în timp ce plăcile de înmuiere sunt transfer de căldură bidimensional, cu o zonă de contact mai mare cu mediul de disipare a căldurii, disipare mai uniformă a căldurii și adaptabilitate mai bună la nevoile aplicațiilor în domenii precum dispozitivele electronice miniaturizate. în era 5G. Studiile înrudite au arătat că performanța unui radiator cu o placă de căldură uniformă este cu 20% până la 30% mai mare decât cea a unei conducte de căldură, ceea ce poate îmbunătăți și mai mult eficiența conductibilității termice.

Camera de vapori constă dintr-o carcasă tubulară sigilată, un miez poros absorbant lichid și un fluid de lucru. Fluidul de lucru lichid absoarbe căldură și se evaporă la capătul de evaporare, apoi este transportat sub formă gazoasă până la capătul de condensare din cavitate, unde eliberează căldură și se condensează. Fluidul de lucru lichid condensat este antrenat de forța capilară și transportat înapoi la capătul de evaporare printr-un miez poros de aspirație. În acest ciclu, placa de încălzire poate funcționa independent fără alimentare externă, completând astfel un transfer eficient de căldură. Placa de înmuiere poate fi împărțită în două tipuri în funcție de direcția transferului de căldură, iar cele două tipuri de cameră de vapori transferă căldură de-a lungul direcțiilor de grosime și lungime, Primul poate elimina mai multă căldură prin condensare pe scară largă; Acesta din urmă poate transmite pe distanțe lungi și poate menține o performanță excelentă a uniformității temperaturii. Camera de vapori este împărțită în principal în cameră de vapori standard (mai mare sau egală cu 2 mm), cameră de vapori ultra-subțire (<2mm), and extreme ultra-thin vapor chamber (≤ 0.6mm) according to different thicknesses.

Aplicarea camerelor de vapori poate fi împărțită în două categorii în funcție de medii de aplicare diferite, și anume aplicații de mediu terestre și aplicații de mediu aerospațial. Primul se află într-un mediu gravitațional, cum ar fi stațiile de bază 5G, produse electronice precum telefoane mobile și computere, răcire electronică auto etc., în timp ce cel din urmă se află într-un mediu cu gravitate zero, microgravitație sau supergravitație, cum ar fi în domeniul aerospațial domeniu.

Componentele electronice generează o cantitate mare de căldură într-un volum mic, iar disiparea eficientă a căldurii a devenit una dintre principalele dificultăți în dezvoltarea tehnologică ulterioară. În comparație cu conductele de căldură tradiționale, placa de căldură uniformă, ca un nou tip de dispozitiv de conducere a căldurii, poate contacta direct sursa de căldură și poate transfera uniform căldura în toate direcțiile. Are performanțe eficiente și uniforme de conducere a căldurii și este utilizat pe scară largă în domenii precum electronică, aerospațială și vehicule cu energie nouă.