[发明专利]一种强化传热表面液膜烧干的临界热流密度的方法

说明书

本发明提供了一种强化传热表面液膜烧干的临界热流密度的方法，将微纳结构材料加入到传热流道底部，使其与流道的底部加热表面紧密接触。基于微纳多孔结构的表面特性，增加了两相沸腾传热时的换热面积，有效的强化传热；基于微纳多孔材料的复杂内部结构，增加汽化核心，增强扰动，强化传热；基于微纳多孔材料相对光滑普通材料强大的毛细力，能及时吸附液体补充到微液层中，延缓液膜烧干时间，增大临界热流密度。

技术领域

本发明涉及沸腾汽液两相流传热领域，具体是基于微纳结构的毛细力、大量的汽化核心以及远超光滑平面的换热面积达到强化传热表面液膜烧干的临界热流密度的目的。

背景技术

微电子领域遵循摩尔定律飞速发展,伴随晶体管集成度的不断提高,高速电子器件的热密度已达5～10MW/m2,散热已经成为其发展的主要“瓶颈”。

具有更高面积体积比的微通道换热器取代传统换热装置已成必然趋势，微纳加工工艺被提出并不断发展使得目前微纳结构的制造成本大大降低。

现有的技术并不能保证无论是微尺度还是正常尺寸的换热器有很高的临界热流密度，在异常运行时都伴随着很大的设备烧毁的危险。

微纳结构与微通道相结合以进一步提高换热设备的换热面积，提高换热能力，但同时又进一步缩小了换热设备的体积。

在对嵌入式技术及高性能运算依赖程度较高的航空航天、现代医疗、化学生物工程等诸多领域将会有非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种强化传热表面液膜烧干的临界热流密度的方法，其特征在于，包括以下步骤:

1)电镀液的制备

根据待强化的电子器件表面材料，配置与之对应的电镀液；所述电镀液的沉积金属能够形成强化的电子器件表面上的电镀层；

2)电镀

2.1)除油

将电子器件的表面除油，即形成清洗、干燥的待电镀基底；

2.2)打磨处理

将所述待电镀基底打磨光滑；

2.3)绝缘处理

采用绝缘材料对电子器件表面除了待电镀基底的其余部分进行保护；

2.4)在待电镀基底上先滴加电镀液以湿润表面。

2.5)将多孔阳极氧化铝模板置于湿润的待电镀基底，利用液体张力，使得多孔模板模板与待电镀基底紧贴在一起；

2.6)将电子器件置于步骤1)所配置的电镀液中进行电镀；

3)电镀完成后，采用氢氧化钠去除所述多孔阳极氧化铝模板，即完成对电子器件的表面强化。

进一步，所述待强化的电子器件表面材料为无氧铜基底，所述电镀液的制备包括以下步骤：

1.1)将去离子水加热到50～55℃；

1.2)将焦磷酸钾溶解加入到加热后的去离子水中搅拌溶解；所述焦磷酸钾与离子水的重量(g)体积(mL)比为1～1.5：4；

1.3)将焦磷酸铜粉末加入步骤1.2)所得的混合液中；所述焦磷酸钾与焦磷酸铜与重量比为25～26：6；

1.4)将柠檬酸三铵加入步骤1.2)所得的混合液中；搅拌均匀；所述焦磷酸钾与柠檬酸三铵的重量比为25～26：2；

进一步，电镀过程中，pH值控制在8.3～9.0之间；温度调节到 20～22℃；工作电极与对电极的距离是3～4cm；