论文名称：环路热管中纤维吸液芯蒸发器与微通道冷凝器的设计加工及性能研究

论文作者：厦门大学/凌伟淞

指导教师：周伟《研究领域：主要从事于精密制造技术、功能微结构制造、新能源与节能技术、生物医疗器等领域的研究。》

随着微电子技术的迅速发展，电子器件的高频化和高速化导致其热流密度急剧增加，传统散热技术已经无法满足当前的散热需求。环路热管是一种基于相变散热原理的高效散热装置，由吸液芯提供驱动液体工质的毛细抽吸力，因此环路热管具有传热能力强、无需外部能量输入等优点，在微电子以及航空航天等领域具有广泛的应用。本论文对蒸发器的吸液芯结构和冷凝器的微通道结构展开研究，提升了环路热管传热传质性能。

吸液芯的优化设计及性能研究。以多齿刀具车削加工得到的粗糙表面铜纤维为原料，基于低温固相烧结技术制造单一孔隙率、复合孔隙率和渐变孔隙率吸液芯。搭建毛细抽吸和吸附性能测试平台，建立毛细抽吸模型，研究吸液芯的孔隙率、孔隙率分布以及纤维表面形貌等参数对毛细抽吸和吸附性能的影响。

基于铜纤维烧结吸液芯蒸发器的环路热管传热性能研究。设计基于铜纤维烧结吸液芯的环路热管，将新型铜纤维烧结吸液芯应用于环路热管，通过改变吸液芯的孔隙率和孔隙率分布以及纤维表面形貌，研究铜纤维烧结吸液芯对环路热管传热性能的影响，验证了铜纤维烧结吸液芯在环路热管中应用的可行性。

微通道结构的优化设计及性能研究。设计一款新型的侧壁面换热交错式微通道结构，将该微通道作为环路热管冷凝器，研究了微通道结构对换热性能的影响，获得了微通道内部的传热传质机理。采用流-固耦合数值仿真方法，对微通道的深、宽和间距等参数进行优化设计。

基于微通道冷凝器的环路热管传热性能研究。基于交错式微通道冷凝器，研究了通道结构和运行参数对环路热管传热性能的影响。相比于传统的翅片风冷式冷凝器，交错式微通道冷凝器使环路热管传热能力提升了4倍，热阻降低了4.4倍，从而证明了交错式微通道在环路热管冷凝器中应用的可行性。

本论文对环路热管的吸液芯和微通道结构等关键元件展开设计和性能研究，有效提高了环路热管的传热性能，为环路热管的设计和实际应用提供指导意义。