定向凝固多孔铜热沉传热性能的理论分析

金属学报, 2012, 48(11): 1374-1380. doi: 10.3724/SP.J.1037.2012.00271

定向凝固多孔铜热沉传热性能的理论分析

陈刘涛 ^1, , 张华伟 ^2, , 刘源 ^3, , 李言祥 ^4,

1.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京100084

2.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京100084

3.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京100084

4.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京100084

基金项目: 国家自然科学基金项目U0837603和51101092资助

关键词：热沉 , 微通道冷却 , 多孔金属 , 金属-气体共晶 , 定向凝固

THEORETICAL STUDY ON HEAT TRANSFER PERFORMANCE OF DIRECTIOANLLY SOLIDIFIED POROUS COPPER HEAT SINK

对定向凝固多孔Cu热沉的传热性能进行理论分析和预测,并将定向凝固多孔Cu热沉传热性能的理论预测结果与实验结果进行了比较.结果表明,将定向凝固多孔Cu热沉单元进行肋片等效,由于实际热沉所用多孔Cu结构与其理想结构存在偏差,理论预测结果远高于实验结果;引入通孔率和通孔孔径对理论预测结果进行修正后,理论预测结果与实验结果吻合.定向凝固多孔Cu的结构是影响热沉传热性能的根本因素,根据理论分析,沿孔长方向长度为20 mm时,具有优异传热性能的热沉的定向多孔Cu部分应具有如下结构:孔径0.1-0.6 mm;气孔率30％-70％;高度≥4mm.

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